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比头发丝还小千倍的机器里 藏着“电梯”、“发动机”和“汽车”

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时间:2016-10-07 17:23 来源:www.hollywoodsigns1.net 作者:安徽资讯网 点击:137次

  浙江在线10月06日讯 北京时间昨天下午5点45分,瑞典皇家科学院宣布了2016年诺贝尔化学奖的获得者名单,法国科学家让-皮埃尔·索瓦日、美国科学家弗雷泽·斯托达特、荷兰科学家伯纳德·费林加三位科学家,因为在分子机器设计与合成领域的贡献,将共同分享800万瑞典克朗(约合93.33万美元)的诺贝尔奖金。

  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。

  对这三位科学家的发明,诺贝尔评委会用了“世界上最小的机器”来形容,并称他们的研究将化学发展推向了一个新维度。三名科学家做出的比头发丝还要小1000倍的“分子机器”里,五脏俱全,只有1纳米左右大小的“分子电梯”,以及“发动机”、“分子汽车”等构造一个不少。

  又是机器,又是发动机的,乍听上去,这个化学奖怎么和我们印象中的化学概念相差好远,但化学教授们却说,这才是真正的纯化学,前几年被“掰歪”的化学奖似乎又重新回到了纯正轨道。

  就在昨天,新晋诺贝尔生理学或医学奖得主、日本科学家大隅良典向公众发出呼吁,重视基础科学研究,他认为“有用”这个词正在戕害社会,(基础科学)真正“有用”可能要到100年以后。如果认为科学研究应当“有用”,那么基础科学就“死掉了”。

  巧的是,这次的诺贝尔化学奖就颁给了基础领域的研究。

  “简单地说,分子机器就是一种新物质,三位诺贝尔获奖者创造了3种不同类型的分子机器,而化学的一个重要意义就是创造新物质。”昨天,浙江大学黄飞鹤教授告诉钱报记者。他主要从事超分子化学方面的研究工作,从2005年起任浙江大学化学系教授,筹建超分子化学研究小组,“三位科学家最牛的地方是,通过人工创造了比纳米尺度还小的机器。”

  黄飞鹤说,超分子领域的研究成果并不是第一次获得诺贝尔奖,1987年,就有三位科学家凭借“发展和使用了可以进行高选择性结构特异性相互作用的分子”获得了当年的诺贝尔化学奖。其中法国籍获奖者让-马里·莱恩,还是今年诺贝尔化学奖获得者法国科学家让-皮埃尔·索瓦日的导师。

  虽然在化学奖颁出后,不少评论都提及今后可以利用三位科学家的研究攻克癌症等,但在黄飞鹤看来,超分子研究领域不仅小众,而且离民用很远,“从新物质成功被创造,到在人们生活中实现它的价值,中间还隔着千山万水。但是基础研究是科研的根基,虽然在这条路上有很多不可预测性,但不能因为没法立即体现价值而忽视它。”

  昨天,同样是做超分子研究的浙江大学化学系特聘研究员李昊,用比较通俗易懂的方式向钱报记者解释了分子机器——

  我们知道生物体系里的分子机器无处不在,比如血红蛋白对氧气和二氧化碳的传送,比如细胞运送各种离子等,都是依靠生物分子机器们运作的结果,这些生物分子机器就像宏观的汽车、飞机,将生物体微观的体系驱动,并偏离平衡态,从而做功和维护生命过程。

  生物体内那些像机器一样运转的东西,可以用实验室的烧瓶,试管等仪器,用基本的非生命体化合物来合成出来,并用这些非生命体的分子机器来模拟生命体的分子机器的运转,从而开启一个新的时代。人类研究生物体不再是简单地用生物的方法去研究,而开始用化学的方法去模拟未来的世界。比如,用非生物体的体系模拟和创造生物体系,或许“分子机器”科学家的研究给这个伟大梦想迈出了第一步。

  分子机器存在的学术意义在于,它给传统的有机化学和纳米科技、生物化学,建立了一座桥梁。那么这些微观的分子机器运转的原理是什么,它们的热力学驱动力是什么,我们是否能模拟这些过程呢?超分子科学家们考虑的就是这些问题。

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