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法國美國荷蘭三位科學家獲2016年諾貝爾化學獎

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法國美國荷蘭三位科學家獲2016年諾貝爾化學獎


北京時間10月5日下午5點45分,2016年諾貝爾化學獎揭曉,法國、美國、荷蘭三位科學家Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa獲獎!獲獎理由是「分子機器的設計與合成」。


Jean-Pierre Sauvage,1944年出生於法國巴黎。1971年從法國斯特拉斯堡大學獲得博士學位。目前為法國斯特拉斯堡大學榮譽退休教授,及法國國家科研中心名譽研究主任。


J. Fraser Stoddart,1942年出生於英國愛丁堡。1966年從愛丁堡大學獲得博士學位。目前為美國西北大學化學教授。


Bernard L. Feringa,1951年出生於荷蘭Barger-Compascuum。1978年從荷蘭格羅寧根大學獲得博士學位。目前為荷蘭格羅寧根大學有機化學教授。

他們研發出世界上最小的「機器」


一部微型「起重機」,幾塊人工「肌肉」和微型「馬達」。今年的諾貝爾化學獎授予了Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa三位,以表彰他們設計並製造出分子機器。他們開發出的這種分子機器,其運動可受控制,給其注入能量時便能執行任務。


計算的發展向我們展示了微型技術是如何引發一場科技革命的。今年化學獎的三位獲獎者實現了機器的微型化,將化學的發展帶到一個新的維度中。


1983年,Jean-Pierre Sauvage踏出了分子機器研發的第一步,當時,他成功地將兩個環形分子連接起來,形成一根鏈,並命名其為「索烴」。通常情況下,分子之間通過強共價鍵這種子之間共享電子的方式相結合,但在鏈狀分子中,分子的結合則是通過自由力結合。一部機器要能執行任務,它的各個組成部分之間必須具有相對運動的能力。這兩個相互扣合的環形分子符合這個要求。


到了1991年,Fraser Stoddart完成了分子機器研發的第二步——研究出輪烷。他將一個環形分子套在一個線性分子上,該環形分子能夠以線性分子為軸移動。之後,他以輪烷為研究基礎,研發出分子「起重機」,分子「肌肉」和分子計算晶元。

Bernard Feringa則是研究出分子馬達的第一人。1999年,他研究出分子旋轉葉片,其能同向持續旋轉。利用分子馬達,他讓一個比馬達大上1萬倍的玻璃杯成功旋轉,此外,他還設計出一輛納米車。


今年的三位獲獎者打破了分子系統的平衡局面,為其注入能量,從而使分子的運動具有可控性。從歷史發展來看,分子馬達和19世紀30年代的電動機何其相似,當時科學家們展示了各種各樣的旋轉曲柄和輪子,卻沒意識到這些東西將導致電車、洗衣機、風扇以及食品加工機的產生。今天,分子機器很有可能在新材料、感測器以及儲能系統的研發中得到應用。


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