Jean-Pierre Sauvage
J. Fraser Stoddart
Bernard L. Feringa
北京時(shí)間10月5日下午5點(diǎn)45分，2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉，法國(guó)、美國(guó)、荷蘭三位科學(xué)家Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa獲獎(jiǎng)！獲獎(jiǎng)理由是“分子機(jī)器的設(shè)計(jì)與合成”。
Jean-Pierre Sauvage，1944年出生于法國(guó)巴黎。1971年從法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為法國(guó)斯特拉斯堡大學(xué)榮譽(yù)退休教授，及法國(guó)國(guó)家科研中心名譽(yù)研究主任。
J. Fraser Stoddart，1942年出生于英國(guó)愛(ài)丁堡。1966年從愛(ài)丁堡大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為美國(guó)西北大學(xué)化學(xué)教授。
Bernard L. Feringa，1951年出生于荷蘭Barger-Compascuum。1978年從荷蘭格羅寧根大學(xué)獲得博士學(xué)位。目前為荷蘭格羅寧根大學(xué)有機(jī)化學(xué)教授。
他們研發(fā)出世界上最小的“機(jī)器”
一部微型“起重機(jī)”，幾塊人工“肌肉”和微型“馬達(dá)”。今年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa三位，以表彰他們?cè)O(shè)計(jì)并制造出分子機(jī)器。他們開發(fā)出的這種分子機(jī)器，其運(yùn)動(dòng)可受控制，給其注入能量時(shí)便能執(zhí)行任務(wù)。
計(jì)算的發(fā)展向我們展示了微型技術(shù)是如何引發(fā)一場(chǎng)科技革命的。今年化學(xué)獎(jiǎng)的三位獲獎(jiǎng)?wù)邔?shí)現(xiàn)了機(jī)器的微型化，將化學(xué)的發(fā)展帶到一個(gè)新的維度中。
1983年，Jean-Pierre Sauvage踏出了分子機(jī)器研發(fā)的第一步，當(dāng)時(shí)，他成功地將兩個(gè)環(huán)形分子連接起來(lái)，形成一根鏈，并命名其為“索烴”。通常情況下，分子之間通過(guò)強(qiáng)共價(jià)鍵這種原子之間共享電子的方式相結(jié)合，但在鏈狀分子中，則是通過(guò)自由力結(jié)合。一部機(jī)器要能執(zhí)行任務(wù)，它的各個(gè)組成部分之間必須具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能力。這兩個(gè)相互扣合的環(huán)形分子符合這個(gè)要求。
到了1991年，F(xiàn)raser Stoddart完成了分子機(jī)器研發(fā)的第二步——研究出輪烷。他將一個(gè)環(huán)形分子套在一個(gè)線性分子上，該環(huán)形分子能夠以線性分子為軸移動(dòng)。之后，他以輪烷為研究基礎(chǔ)，研發(fā)出分子“起重機(jī)”，分子“肌肉”和分子計(jì)算芯片。
Bernard Feringa則是研究出分子馬達(dá)的第一人。1999年，他研究出分子旋轉(zhuǎn)葉片，其能同向持續(xù)旋轉(zhuǎn)。利用分子馬達(dá)，他讓一個(gè)比馬達(dá)大上1萬(wàn)倍的玻璃杯成功旋轉(zhuǎn)，此外，他還設(shè)計(jì)出一輛納米車。
今年的三位獲獎(jiǎng)?wù)叽蚱屏朔肿酉到y(tǒng)的平衡局面，為其注入能量，從而使分子的運(yùn)動(dòng)具有可控性。從歷史發(fā)展來(lái)看，分子馬達(dá)和19世紀(jì)30年代的電動(dòng)機(jī)何其相似，當(dāng)時(shí)科學(xué)家們展示了各種各樣的旋轉(zhuǎn)曲柄和輪子，卻沒(méi)意識(shí)到這些東西將導(dǎo)致電車、洗衣機(jī)、風(fēng)扇以及食品加工機(jī)的產(chǎn)生。今天，分子機(jī)器很有可能在新材料、傳感器以及儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)中得到應(yīng)用。
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