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“分子机器”为何斩获诺奖
Wednesday, October 5, 2016 13:45
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  (原标题:“分子机器”为何斩获诺奖)

  本报杭州10月5日讯 (记者 李文芳 通讯员 周炜) 时隔29年,诺贝尔化学奖再次花落超分子化学领域。瑞典皇家科学院5日宣布,将2016年诺贝尔化学奖授予让-皮埃尔·索瓦日、弗雷泽·斯托达特、伯纳德·费林加这三位科学家,以表彰他们在分子机器设计与合成领域的贡献。

  让-皮埃尔·索瓦日出生在法国,目前在法国斯特拉斯堡大学工作;弗雷泽·斯托达特出生在英国,目前在美国西北大学工作;伯纳德·费林加出生在荷兰,目前在荷兰格罗宁根大学工作。

  这个“世界上最小的机器”到底是如何形成的?对未来哪些领域有着颠覆性的改变?本报记者第一时间连线采访了国家杰出青年科学基金获得者、浙江大学求是特聘教授黄飞鹤。黄飞鹤教授主要从事超分子化学方面的研究工作并一手筹建了浙江大学超分子化学研究小组。

  “这是诺贝尔化学奖对基础研究领域的充分肯定”,刚接通电话,黄飞鹤如是说。他指出,分子机器是超分子化学领域的重要研究方向,虽然它还未应用在我们日常生活领域,但却具有非常巨大的发展空间,很有可能在计算机存储、新材料、医药等领域大有可为。

  黄飞鹤在超分子材料领域取得了一系列成果,2003年至今已在国际核心化学期刊上发表超分子化学相关SCI论文200篇。他与让-皮埃尔·索瓦日教授有过几面之缘。2010年10月份,黄飞鹤邀请让-皮埃尔·索瓦日教授到浙江大学做讲座,内容恰恰涉及分子机器。来杭期间,让-皮埃尔·索瓦日教授还度过了他66岁的生日。黄飞鹤回忆道,那是第一次与让-皮埃尔·索瓦日教授接触,在他身上,能感受到对科学研究的极大热忱。

  去年,在法国斯特拉斯堡大学,也就是让-皮埃尔·索瓦日教授所在的学校,黄飞鹤荣获超分子化学领域的一个国际重要奖项。颁奖结束后,让-皮埃尔·索瓦日教授还当面向黄飞鹤祝贺。据介绍,黄飞鹤荣获的该奖项是以三位因为超分子化学领域所作出突出贡献而在1987年获诺贝尔化学奖的科学家的名字命名的,其中被誉为“超分子化学之父”的Jean-Marie Lehn正是让-皮埃尔·索瓦日教授的导师。

  正如Jean-Marie Lehn去年访问浙江大学并做客启真海外名师大讲堂时所说:“化学的精髓不只是发现,而是创造。”黄飞鹤告诉记者,大自然中的确也存在分子机器,但本届诺贝尔化学奖获奖三人却通过人工合成的方式创造出了三种不同结构的分子机器,开辟了超分子化学领域新的篇章。分子机器,顾名思义,就是非常微小的机器,一般多为纳米级尺寸,也就只有头发丝的几万分之一。它是由分子尺度的物质所构成、能行使某种功能的机器。

  黄飞鹤说,分子机器的原理很简单但合成起来却有点复杂。通常,分子是由原子间共享共价键形成的,比如两个氢原子和一个氧原子共享共价键形成水分子。但是,分子机器是在非共价键弱相互作用力下由不同的构筑基元组装而成,就像堆积木,不同形态的积木组合成不同的结构,而后通过化学反应使这种结构稳固下来。

  1983年,让-皮埃尔·索瓦日迈出了通往分子机器的第一步,他成功地将两个环状分子连接在一起,形成了一条特殊的链,即双环化合物,并将其命名为索烃。随后的1991年,斯托达特成功制备了轮烷,实现了分子机器合成的第二步。轮烷是一个分子为链,一个分子为环,环分子可以绕链转动。在这一基础上,科学家成功研制了分子起重机、分子肌肉和分子芯片。费林加则是发展分子发动机的第一人。1999年,他制备了一种分子转子,就像螺旋桨一样,能够朝一个方向持续旋转。利用这个“小家伙”,费林加用它转动了比它大一万倍的玻璃杯,并且设计了一个微型车。

2016-10-05 13:39:09

原始网页: http://sports.ycwb.com/2016-10/06/content_23181526.htm

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