2016年诺贝尔化学奖揭晓
DONG
Xiaolong
MANIGLIO
Rosanna
BAI
Weiming
10月5日下午,
2016年诺贝尔化学奖揭晓
, 来自法国、美国、荷兰的三位科学家Jean-Pierre
Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard
L. Feringa获奖.
诺贝尔协会将诺贝尔化学奖及800万瑞典克朗颁发给以上三位科学家以奖励其在分子机器的设计和合成领域取得的研究成果。
法国斯特拉斯堡大学的教授Jean-Pierre
Sauvage是第九个荣获诺贝尔化学奖的法国人,同时也是该校第四位获得诺贝尔化学奖的教授。他的导师Jean-Marie
Lehn在1987年也曾获得过诺贝尔化学奖。
Sauvage教授于1983年实现了合成分子机器的第一步,他成功地将两个环状分子通过一条特殊的链连接在一起,即双环化合物。
正常情况下,分子是通过原子间共用电子对形成的共价键组成的,而在这一条链中,分子则是由更加自由的机械性相互作用形成的。如果我们想让一个分子机器能够自主地完成任务,那么组成分子机器的部件必须能够相对移动,而上述两个互锁的环状分子正可以实现这一功能。
1991年,Stoddart爵士成功合成出了轮烷,从而实现了合成“分子机器”的第二步。轮烷是一类由一个环状分子套在一个哑铃状的线型分子上而形成的内锁型超分子体系。在此基础上,Stoddart爵士又为分子机器设计出了一系列新的“部件”。
Feringa教授是首个研发分子马达的科研人员。1999年,他成功地合成了一个能够朝一个方向持续旋转的分子转子叶片。利用分子马达,他成功让一个比马达本身大上10000倍的玻璃圆筒开始旋转。此外,他也成功地设计出了一辆纳米小车。
今年的三位获奖者打破了分子系统的平衡局面,为其注入能量,从而使分子的运动具有可控性。从历史发展的角度来看,分子马达和19世纪30年代的电动机有着异曲同工之妙,
当时的科学家们利用了电动马达展示了各种各样的旋转机械,却没料想到电车、洗衣机、空调以及食品加工机的诞生与普及。今天,分子机器很有可能在新材料、传感
器以及储能系统的研发中得到发展与应用。
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