2016年诺贝尔化学奖Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa“分子机器的设计与合成”

Jean-Pierre Sauvage

J. Fraser Stoddart

Bernard L. Feringa
北京时间10月5日下午5点45分，2016年诺贝尔化学奖揭晓，法国、美国、荷兰三位科学家Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa获奖！获奖理由是“分子机器的设计与合成”。 Jean-Pierre Sauvage，1944年出生于法国巴黎。1971年从法国斯特拉斯堡大学获得博士学位。目前为法国斯特拉斯堡大学荣誉退休教授，及法国国家科研中心名誉研究主任。 J. Fraser Stoddart，1942年出生于英国爱丁堡。1966年从爱丁堡大学获得博士学位。目前为美国西北大学化学教授。 Bernard L. Feringa，1951年出生于荷兰Barger-Compascuum。1978年从荷兰格罗宁根大学获得博士学位。目前为荷兰格罗宁根大学有机化学教授。 他们研发出世界上小的“机器” 一部微型“起重机”，几块人工“肌肉”和微型“马达”。今年的诺贝尔化学奖授予了Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa三位，以表彰他们设计并制造出分子机器。他们开发出的这种分子机器，其运动可受控制，给其注入能量时便能执行任务。 计算的发展向我们展示了微型技术是如何引发一场科技革命的。今年化学奖的三位获奖者实现了机器的微型化，将化学的发展带到一个新的维度中。 1983年，Jean-Pierre Sauvage踏出了分子机器研发的步，当时，他成功地将两个环形分子连接起来，形成一根链，并命名其为“索烃”。通常情况下，分子之间通过强共价键这种原子之间共享电子的方式相结合，但在链状分子中，则是通过自由力结合。一部机器要能执行任务，它的各个组成部分之间必须具有相对运动的能力。这两个相互扣合的环形分子符合这个要求。 到了1991年，Fraser Stoddart完成了分子机器研发的第二步——研究出轮烷。他将一个环形分子套在一个线性分子上，该环形分子能够以线性分子为轴移动。之后，他以轮烷为研究基础，研发出分子“起重机”，分子“肌肉”和分子计算芯片。 Bernard Feringa则是研究出分子马达的人。1999年，他研究出分子旋转叶片，其能同向持续旋转。利用分子马达，他让一个比马达大上1万倍的玻璃杯成功旋转，此外，他还设计出一辆纳米车。 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。从历史发展来看，分子马达和19世纪30年代的电动机何其相似，当时科学家们展示了各种各样的旋转曲柄和轮子，却没意识到这些东西将导致电车、洗衣机、风扇以及食品加工机的产生。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应用。