咨询电话:021-58952328
2016年诺贝尔化学奖“分子机器”爆冷获奖2016-10-07

2016年诺贝尔化学奖由三位科学家共享,分别是法国科学家让-皮埃尔·索维奇、美国科学家J·弗雷泽·斯托达特,以及荷兰科学家伯纳德·L·费林加,以表彰他们在“分子机器设计合成”做出的贡献。

    分子机器,指由分子尺度的物质构成、能行使某种加工功能的机器,其构件主要是蛋白质等生物分子。因其尺寸多为纳米级,又称生物纳米机器,具有小尺寸、多样性、自指导、有机组成、自组装、准确高效、分子柔性、自适应、仅依靠化学能或热能驱动、分子调剂等其他人造机器难以比拟的性能,因此研究生物纳米机器具有重大意义。它可以促进生物学发现,深入认识蛋白质分子机器机制,开发生物分子机器和促进仿生学发展。

他们开发出的“世界上最小的机器”可以进行可控的运动,在为其充能后,可以执行任务。诺贝尔奖委员会表示,分子机器将最有可能应用于开发新的材料、传感器和能量存储系统。据诺贝尔奖官网介绍,迈向分子机器的第一步是在1983年,索维奇成功地将两个环形分子连接在一起,形成一个链条,称为“索烃(catenane)”。通常情况下,分子被强共价键相互连接,原子在其中共用电子,但是在索烃中,分子间形成了更自由的机械结合,这样就可以像机器一样拥有可以彼此相对运动移动执行任务的部件。

斯托达特则在1991年迈出了开发分子机器的第二步,他发明了“轮烷rotaxane”。他将一个分子环穿到一个分子轴上,并且发现环能够沿着轴移动。基于轮烷他开发出了一个分子电梯,一种分子的肌肉和基于分子的计算机芯片。

费林加则是开发分子马达的第一人。在1999年,他发明出了可以向同一个方向旋转不停的分子转子叶片。利用分子马达,他驱动了比马达大1万倍的玻璃圆筒。另外,他还设计了一辆“分子车(nanocar)”。

索维奇于1944年出生于法国巴黎,目前是法国斯特拉斯堡大学教授。斯托达特1942出生于英国爱丁堡,目前是美国西北大学化学院教授,费林加1951年出生于荷兰,目前就职于荷兰格罗宁根大学。

“我觉得老师早晚会拿奖的,”中山大学教授,有机化学专业博导王娇炳对财新记者表示,他曾师从费林加,在他的实验室做过两年博士后,在王娇炳眼中,费林加是非常勤奋有激情的人,他一直以老师为骄傲。

“他(费林加)曾说今年十月份会来(中国),后来又说太忙”,王娇炳说,他当时就对费林加说,“希望你忙的一个原因是领诺贝尔奖”。对诺奖创始人阿尔弗雷德·诺贝尔(Alfred Nobel)的个人研究来说,化学是最重要的科学。他的那些发明的研究进展和工业化制造都基于化学知识。化学奖是诺贝尔在他的遗嘱里提到的第二个奖项。

然而近年来,诺贝尔化学奖多次颁给了涉及生物、物理、生物化学、生物物理等领域的研究,甚至被调侃,获得化学奖的均不是化学家。有评论称,今年诺贝尔化学奖终于难得地颁给了纯化学的研究,却让很多人认为是“冷门”。在果壳网主办的诺奖沙龙中,主要从事超分子化学和有机功能材料研究的中国科学技术大学化学系教授马明明对三位科学家得奖表示惊讶,“因为目前来看,这个领域还没有特别多的应用,对化学其他方向的影响也么有特别的大。”

“分子机器还没有什么实际应用,倒是科幻电影里非常多,估计评委们都喜欢黑客帝国类型的科幻片。”马明明表示,这三位科学家所做的事情,是把传统的有机分子和现在非常火热的纳米分子技术结合在一起,另一方面,超分子化学也可以用来解决化学和生物的联系。就目前而言,这些纳米机器离应用还非常非常远。但王娇炳表示,分子机器是近年来特别引起关注的领域,这一领域并不能马上有实际应用,目前更倾向于基础性研究,但可以让人看到如何在分子水平控制机器运动,令人震撼。

最新产品
园区介绍