2016年諾貝爾化學獎終於發給了純化學：什麼是「超分子機器」？

「化學是你，化學是我」，在歷年諾貝爾化學獎多次頒給生物、物理、生物化學、生物物理……之後，終於難得地頒給了純化學，卻讓很多人認為是「冷門」，面對著「超分子機器」這樣的中國字不知所云。

本次獲得諾貝爾獎的3名科學家

北京時間今日下午5：45分，2016諾貝爾獎的最後一個科學類獎項揭曉——法國斯特拉斯堡大學的Jean-Pierre Sauvage教授、美國西北大學的James Fraser Stoddart爵士以及荷蘭格羅寧根大學的Bernard L. Feringa教授因為成功設計和製造了一種在添加能量的情況下運動可受控制的「分子機器」，獲得了今年的諾貝爾化學獎。

這幾名獲獎人都有著光芒四射的履歷。Sauvage教授是法國科學院院士；Stoddart爵士是美國科學院院士、美國文理科學院院士、英國皇家化學會榮譽會士；Feringa教授是荷蘭皇家科學院院士，也是美國文理科學院外籍院士。

「分子機器」合成的第一步是由Sauvage教授於1983年實現的，他成功地將兩個環狀分子連接在一起，形成了一條特殊的鏈，即雙環化合物。通常，分子是由原子間通過共享電子對構成的共價鍵形成的，而在這一條鏈中，分子則是由更加自由的機械性相互作用形成的。要想讓一個機器能夠完成任務，其必須由相互之間能夠相對移動的部件組成，而上述兩個互鎖的環狀分子正可以相對移動。

在之後的1991年，Stoddart爵士成功合成出了輪烷(rotaxane)，實現了「分子機器」合成的第二步。輪烷是一類由一個環狀分子套在一個啞鈴狀的線型分子上的而形成的內鎖型超分子體系。在此基礎上，Stoddart爵士為分子機器設計出了一系列新的「部件」。

由Feringa教授製造的納米小車（圖片來源：維基百科）

Feringa教授是首個研發分子馬達的人。1999年，他製作了一個分子轉子葉片，能夠持續朝一個方向旋轉。利用分子馬達，他成功讓一個玻璃圓筒開始旋轉。要知道，這個圓筒可比馬達本身大上10000倍。此外，他也設計了一輛納米小車。

就像在19世紀30年代問世的電動馬達徹底改變了這個世界一樣，這些分子機器也同樣有著改變世界的潛力。它們有望能被用於新材料、新感受器和新能量儲存系統的發展。今年的諾貝爾化學獎，正是對它潛力最好的認可。（以上編譯自諾貝爾官網，由「葯明康德」翻譯。）

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