ויליאם א. מרנר
חתן פרס וולף בכימיה 2008/9
ויליאם א. מרנר
שייכות בעת הענקת הפרס:
אוניברסיטת סטנפורד,ארה"ב
נימוק למתן הפרס:
"על היצירה המבריקה של תחום מחקר מדעי חדש, תחום הספקטרוסקופיה והאלקטרוכימיה של מולקולות יחידות, והשלכותיו ברמה הנאנוסקופית, מהתחום המולקולארי והתאי עד למערכות חומרים מרוּכָּבִים".
שותפים לפרס:
ויליאם א. מרנר
אלן ג. בארד
עבודתם של שני המדענים הובילה ליצירת תחום מחקר חדש במדע, תחום הספקטרוסקופיה וההדמיה של מולקולות יחידות. פרופסור ויליאם א. מרנר היה הראשון שביצע זיהוי אופטי, וחקר את הספקטרוסקופיה של מולקולה יחידה במצב המוצק. פרופסור אלן ג. בארד היה חלוץ הפיתוח של מיקרוסקופ אלקטרוכימי סורק, שבאמצעותו ניתן לקבל הדמיה של משטחים בכושר-הפרדה גבוה ולחקור ריאקציות כימיות בתחום הנאנוסקופי, עם השלכות על מערכות ביולוגיות וקאטאליטיות. עד לתגליות אלו, כל הניסויים הכימיים מדדו תכונות ממוצעות של מצבורי מיליונים עד מיליארדים העתקים משוערים של מולקולות. הדבר גרם לטשטוש מידע חיוני על אי-הומוגניות סמויה במבנה המצבור, ועל מצבי ביניים משתנים בדינמיקה לאורך זמן. דחיפת הזיהוי האופטי עד לקצה הגבול של מולקולה בודדת, שינתה את האופן שבו הבינו המדענים את הכימיה והפיזיקה של מולקולות יחידות. מרנר ובארד בזכות יכולתם, התמדתם ותעוזתם, הצליחו להתמודד עם בעיות שנראו לכאורה בלתי פתירות עד לעת הגילוי. הם פיתחו גישות חדשות של ניסוי ושל תפיסה, שאומצו על ידי הקהילה המדעית בכללותה.
תרומותיו המבריקות של ויליאם א. מרנר למדע נבנו סביב שני נושאים, הנוגעים לפיתוח הכלי החדשני והמהפכני של הספקטרוסקופיה של מולקולות יחידות מחד, ולשימוש בו לפתרון בעיות בפיזיקה, בכימיה האנליטית, בביוכימיה ובביופיזיקה מאידך. מאז צעדיהם הראשונים בשנת 1987, הצליחו מרנר וצוות עובדיו להדגים שפע פיתוחים מלאי-השראה על תת-תחומים חדשים, ובהם דיפוזיה ספקטראלית של פולטי-אור יחידים, הרחבה של קווים ספקטראליים תחת האילוץ של זמן-חיים סופי, תהליכי אובדן פאזה בהשפעת הטמפרטורה, הרוויה לא-ליניארית במולקולה יחידה, קינטיקה פּוּאַסוֹנִית מושרית-אופטית, מיתוג ומצמוץ של פולט-אור בודד, הופעת אי-התגודדות (antibunching) בפליטת פוטונים, וזיהוי אופטי של תהודה מגנטית בספין של מולקולה יחידה. עבודתו של מרנר סללה את הנתיב למדידות במולקולות יחידות, על השלכותיהן הרבות בחקר פרוטאינים, אנזימים, דנא ורנא, ופגמים במוצקים ובחומרים מרוכבים. יתרה מכך, נתיב זה מאפשר השגת הדמיה בכושר-הפרדה מעולה ברמה המולקולארית, ומעניק למדענים אפשרות לקיים בקרה ברמה הנאנוסקופית, ולבנות מכשור בקנה-מידה מולקולארי.