這三名科學家竟做出了全世界最小的機器…
2016諾貝爾化學獎新鮮出爐，授予了三位在納米機器（nanomachines）領域的先驅者，他們分別是法國人Jean-Pierre Sauvage, 出生於英國的J. Fraser Stoddart 和荷蘭科學家Bernard L. Feringa，並共同分享93萬美元的獎金。
分子機器（molecular machines），是全世界體型最小的機械設備，它們有可能被用於製造新的材料、感測器和能量儲存系統。瑞典皇家科學院在宣布獲獎人名單時說：
「在發展方向上，分子馬達正處於和（molecular motor）1830年代的電動機一樣的階段，那時科學家展示各種可旋轉的曲柄和輪子，卻不知它們會發展出電動火車、洗衣機、電風扇和食品加工機器等等。」
前沿科學研究的魅力，不正在於呈現給人類更多的想像空間，給未來更多美好的可能嗎？
那麼，今年為什麼是這三位科學家獲獎呢？小探在下文嘗試用白話解釋一下他們的工作，不感興趣的小夥伴可以跳過啦。
納米技術——在納米級別，或者十億分之一米的單位級別上進行結構創造——數十年來一直是一個卓有成效的研究領域。今天這三位科學家更進一步，研究如何讓只有人類頭髮寬度千分之一的小型機器進行規則運動。
目前他們的工作只是剛剛起步。製造分子機器的第一步就是製造可移動的零部件。化學家們長久以來就能合成環狀分子，並且知道「環環相扣」可能做出分子級別零部件。
但是如何讓一個環狀分子可以穿過另一個來運動？獲獎者之一，Sauvage博士在1983年解決了這個問題——他發現，一種帶電的銅離子可以像別針那樣為中心來生成環環相扣的戒指狀分子，一旦環彼此連接，銅離子就可以被移除。這些分子被稱為索烴。
第二位獲獎者，Stoddart博士撿起接力棒，於1991年做出新的研究成果。相較於讓分子環環相扣，他和同事合成了一種輪烷，即讓環狀分子圍繞一個啞鈴形軸心。環能夠沿啞鈴來回滑動，打個比喻，就像中國的算盤那樣，算盤珠可以沿軸上下滑動。
接下來，Stoddart博士做出了一個小型計算機晶元（本質是一個分子級別的算盤），由三個輪烷連接組成。它們的內部結構像分子級別的電梯一樣，但是數量級比十億分之一米還小，並且Stoddart博士發現混合了超薄黃金層並相互連接的輪烷，特徵和人造肌肉極為類似。
最後我們的第三位獲獎者——Feringa博士，在1999年成功製造出史上首個分子級別馬達——馬達葉片由光供能，可以沿同一方向旋轉。第一代馬達速度很慢，但是15年以後，Feringa博士的小組展示了一片每秒轉速達到1200萬次的馬達！
2011年，他們製造了一輛分子級別的「汽車」——四個分子級馬達充當車輪，一個納米級車殼連接車輪並組裝起汽車。
研究的意義和價值
納米研究早已有之，三位科學家的獲獎可能推動著納米科學迎來第二波浪潮。其應用領域我們在此略舉兩例。
首先是生物醫學。在生物體中，自然生成的分子級機器圍繞在細胞周圍，起到運輸材料、建造蛋白質和促使細胞分裂等重要功能。目前人工製造的分子機器相比起來仍然很初級很原始，但卻為我們普展開廣闊的應用前景。
Feringa博士說，「想一想納米機器和微型機器人——醫生可以把這些超小機器人送到你的血管里，去消滅癌細胞和精準投遞藥物等等。」
其次在材料學方面，大家知道材料屬性很大一部分由分子運動形成，納米技術可能促使新材料的產生。其中大家最為津津樂道的是一種能根據外部信號更改自身特性的「智能材料」。
以上僅僅是窺其一斑，想像力建造在現有知識的基礎上，人類無法對從未聽聞的事物展開想像。所以，納米科技的前景，要比我們所能描述的還要大的多。
恭喜三位年過花甲的科學家們獲得諾貝爾獎，也感謝他們帶給全人類的貢獻。
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