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2016年诺贝尔化学奖授予分子发动机

北京时间10月4日下午5点45分,诺贝尔委员会宣布,将2016年诺贝尔化学奖授予让·皮埃尔·索瓦(Jean-Pierre Sauvage),弗雷泽·司徒塔特勋爵(Sir Fraser Stoddart)和伯纳德·L·费林加(Bernard L. Feringa),以表彰他们设计和合成了分子发动机。他们设计的分子发动机在供以能量后,能进行可控的运动。

让·皮埃尔·索瓦(Jean-Pierre Sauvage),法国斯特拉斯堡大学教授,法兰西科学院院士,超分子拓扑化合物研究的开拓者。

弗雷泽·司徒塔特勋爵(Sir Fraser Stoddart),美国西北大学教授,是有机超分子化学和纳米科学领域最杰出的科学家之一。他分别于1964年、1966年、1980年在英国爱丁堡大学取得学士、硕士及博士学位,现任职于美国西北大学化学集成系统研究中心主任,担任多校教授及多国际学术杂志主编及编委。

伯纳德·L·费林加(Bernard L. Feringa),荷兰格罗宁根大学教授

计算机技术的迅猛发展证明了小型化可以引发技术革命。2016年的诺贝尔化学奖则证明了小型化可以将化学的发展带到新的高度。

1983年,Jean-Pierre Sauvage迈出了通向分子发动机的第一步,他成功将两个环状分子套在一起,形成了一节链条,名叫索烃(catenane)。

在通常情况下,分子间通过非常稳定的共价键(原子间共享价电子)相结合,而在索烃中,结合两个分子的则是相对自由得多的“机械键”。由于构成的机械需要一个组件能够沿着另一个组件进行相对运动,两条“锁”在一起的分子完美地满足了这个要求。

1991年,Fraser Stoddart 踏出了第二步,他发明了轮烷(rotaxane)。轮烷由一个环装分子套入一个分子“轮轴”而构成,套入的分子可以沿着轮轴自由运动。

在这些基础上,Bernard Feringa于1999年发明了首个分子发动机。这个“发动机”可以沿着同一个方向连续转动并且带动比它大10000倍的玻璃柱一起转动。此外,Feringa还设计了一款纳米汽车。

以上这三位获奖者将分子发动机系统带出了“自平衡的僵局”,将它变成了一个注入燃料后能够进行可控运动的可利用系统。此项成果的意义不亚于19世纪30年代电动机的发明,而在那时,大家关注的只是蒸汽火车开动时车轮与铁轨摩擦发出的咔咔声,全然没有想到电动机会带来一场电气革命。

分子发动机最可能的应用领域将集中在新型材料、传感器与储能系统。

诺贝尔化学奖的那些事儿

(1901-2015)

1895年11月27日,阿尔佛雷德·诺贝尔签署遗嘱,将其遗产最大一部分用于颁发各种奖项,其中包括后来的诺贝尔化学奖。正如诺贝尔先生中遗嘱中讲到,这些财产用于奖励:“在化学领域做出最重要的发现或突破的人。

◆ 诺贝尔化学奖的数量

从1901年至2015年,共颁发了107届诺贝尔化学奖。1916, 1917,1919, 1924, 1933, 1940, 1941和1942年,八年中诺贝尔化学奖空缺。对于诺贝尔化学奖空缺的原因,诺贝尔基金会解释道:”诺贝尔化学奖被用来奖励最伟大的化学突破,如果当年没有产生相匹的研究的话,诺奖奖金将会被留待第二年,如果第二年仍未产生相应诺奖,这笔钱将会被纳入诺贝尔基金会的特殊基金内。在两次世界大战期间,产生的诺贝尔奖相对较少。

诺贝尔化学奖得奖人数

1901-2015年期间共有172人次获得诺贝尔化学奖。由于弗雷德里克·桑格(Frederick Sanger)曾获得两次诺贝尔化学奖,1901年来共有171人获得诺贝尔化学奖。

◆ 最年轻的诺贝尔化学奖得主

迄今,最年轻的诺奖得主为约里奥·居里(Frédéric Joliot),年仅35岁的他和妻子艾琳约里奥-居里(Irène Joliot-Curie)获得1935年获得诺贝尔化学奖。

◆ 最年长的诺贝尔化学奖得主

迄今最年迈的诺贝尔化学奖得主为约翰·芬恩( John B. Fenn)。他以85岁高龄获得2002年诺贝尔化学奖。5年获得诺贝尔化学奖。

获得诺贝尔化学奖的女性

在168名诺贝尔化学奖得主中,共有4名女性。其中玛丽·居里,多罗西·克劳宣特·霍奇金两人独得诺奖。

1911年,玛丽·居里(Marie Curie 同时也是1903年诺贝尔物理奖的得主)

1935年,伊雷娜·约里奥-居里(Irène Joliot-Curie 玛丽·居里的长女,约里奥·居里的妻子)

1964年,多罗西·克劳宣特·霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodgkin)

2009年,阿达·尤纳斯(Ada Yonath)

◆ 获得诺贝尔化学奖的家族

居里家族是最闻名的“诺贝尔奖家族”。 1903年,玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇共同获得诺贝尔物理奖。玛丽·居里还在1911年第二次获得诺贝尔奖。他们的长女,伊雷娜·约里奥-居里和她的丈夫约里奥·居里获得1935年诺贝尔化学奖。他们的小女儿艾芙·居里,在联合国儿童基金会工作。她的丈夫亨利·拉波易斯,1965年代表联合国儿童基金会获得诺贝尔和平奖。

其他“诺奖家族”(其中至少有一名成员获得诺贝尔化学奖)在化学领域做出最重要的发现或突破的人。

汉斯·冯·奥伊勒-切尔平(Hans von Euler-Chelpin,父),1929年诺贝尔化学奖;乌尔夫·斯万特·冯·奥伊勒(Ulf von Euler ,子),1970年诺贝尔生理学或医学奖

阿瑟·科恩伯格(Arthur Kornberg,父),1959年诺贝尔生理学或医学奖;罗杰·科恩伯格(Roger D. Kornberg,子),2006年诺贝尔化学奖

◆ 被迫拒绝诺贝尔化学奖的人

有两名诺贝尔化学奖得主由于当局压力被迫拒绝诺贝尔化学奖。希特勒禁止德国的科学家接受诺贝尔奖,其中两名有两名诺贝尔化学奖得主,里夏德·库恩(1938年)和阿道夫·布特南特(1939年)。此外,1939年诺贝尔生理学和医学奖得主格哈德·多马克也由于同样的原因拒绝了诺贝尔奖。后来他们的诺贝尔奖证书和奖牌得到补发,但是没有相应奖金。

◆ 诺贝尔化学奖得主的研究领域

最常见的获得诺贝尔化学奖的研究领域为生物化学,50名化学奖得主的研究都与生物化学有关。

◆ 诺贝尔奖证书

诺贝尔奖证书是一项独特的艺术品,由最著名的挪威和瑞典艺术家和书法家制作。

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