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。
1901年-2015年最受欢迎的诺贝尔化学奖得主
欧内斯特·卢瑟福
(Ernest Rutherford)
生于:1871年8月30日,新西兰纳尔逊
卒于:1937年10月19日,英国剑桥
获奖时所在单位:英国曼彻斯特,维多利亚大学
获奖原因:“表彰他在元素衰变和放射性物质的化学性质的研究上做出的贡献”
领域:核化学
获奖情况:单人获奖
成就
1896年放射现象的发现引发了一系列更深入的研究。1899年,欧内斯特·卢瑟福证实至少有两种显著类型的辐射:alpha粒子和beta粒子辐射。他发现放射现象产生时有气体生成。他和助手弗雷德里克·索迪共同提出了放射性物质可以产生氦气的假设。1902年,他们陈述了一个革命性的理论:元素通过衰变形成其他的元素。
玛丽·居里
(Marie Curie, née Sklodowska)
生于:1867年12月7日,波兰华沙
卒于:1934年7月4日,法国上萨瓦省
获奖时所在单位:法国巴黎,索邦大学
获奖原因:“表彰她在镭和钋元素的发现,镭的分离,以及对镭的性质和镭的化合物的研究上做出的贡献,这些研究推动了化学的进步。”
领域:核化学
获奖情况:单人获奖
生平
玛丽·斯卡洛多斯卡出生于波兰王国华沙市一个中学教师的家庭,她的父母深信教育的力量。后来,她搬到巴黎继续深造,遇到了皮埃尔.居里。皮埃尔·居里后来成为了她的丈夫以及在放射领域的同事。1903年居里夫妇共同获得诺贝尔物理学奖。1906年,皮埃尔去世,居里夫人继续他们的研究,并在1911年成为首位两度获得诺贝尔奖的人。在第一次世界大战期间,居里夫人组织了移动的X射线小组救护伤员。居里夫人的女儿伊雷娜和她的丈夫弗雷德里克·约里奥后来也共同获得了诺贝尔化学奖。
成就
1903年诺贝尔物理学奖:亨利·贝克勒尔在1896年发现了放射现象,这激发了居里夫妇对此进行进一步的探索。他们检测了很多的物质和矿物质来追踪放射的迹象,发现沥青铀矿比铀具有更强的放射性,因此推断出沥青铀矿中必定含有其他的放射性物质。最终他们从中成功提取出两种当时未知的元素,钋和镭,它们都比铀的放射性要强。
1911年诺贝尔化学奖:居里夫妇在首次发现钋和镭元素之后,玛丽继续研究它们的性能。1910年玛丽成功地提取出金属单质镭,确定了镭的存在无疑。另外,她还证实并记录了放射性元素以及它们的化合物的性能。放射性化合物无论在科学研究还是在医学领域(主要用于治疗肿瘤),都已经成为了重要的辐射源。
马里奥·莫利纳
(Mario J. Molina)
生于:1943年3月19日,墨西哥城
获奖时所在单位:美国马赛诸塞州剑桥,麻省理工学院
获奖原因:“表彰他们在大气化学领域做出的贡献,尤其是在臭氧的形成与分解相关方向”
领域:大气与环境化学
获奖情况:
与其他三人共同获奖
生平
马里奥·莫利纳出生在墨西哥城,从小梦想成为化学家。考虑到对一个化学家来说理解德语很重要,他11岁就去了瑞士寄宿中学读书。随后,他回到墨西哥国立大学学习化学工程,其后又去了欧洲和美国加州大学伯克利分校继续开展他的工作。他在伯克利大学的工作令人鼓舞,在那里他发现了氟利昂是如何破坏臭氧层的。马里奥·莫利纳现在在美国加州大学圣地亚哥分校工作。他在2006年与第二任妻子瓜达卢佩·阿尔瓦雷斯结婚,与前妻路易萨·谭·莫利纳育有一子。
成就
地球周围的大气层中含有少量的臭氧,臭氧分子是由三个氧原子组成的,它在吸收阳光中的紫外线方面起了重大的作用。如果没有臭氧,太阳将会对地球上的生命造成负面影响。1974年,马里奥·莫利纳和舍伍德·罗兰证实了CFC气体(也就是氟利昂)对大气层中的臭氧有破坏效应。而氟利昂有很多用处,包括冰箱的制冷剂和压缩喷雾器的喷雾剂等。控制氟利昂的使用可以减缓臭氧层的破坏。
莱纳斯·卡尔·鲍林
(Linus Carl Pauling)
生于:1901年2月28日,美国俄勒冈州波特兰
卒于:1994年8月19日,美国加州大苏尔
获奖时所在单位:美国加州帕萨迪纳市,加州理工学院
获奖原因:“表彰他在化学键的本质的研究,以及将研究结果应用于复杂物质的结构的阐述上做出的贡献”
领域:化学键,理论化学
获奖情况:
单人获奖
生平
莱纳斯·鲍林出生在美国俄勒冈州波特兰,他的家族来自普鲁士农民一脉,他的父亲是一名药剂师兼药品推销员。他在位于科瓦利斯的美国俄勒冈州立大学获得学士学位之后,继而在位于帕萨迪纳市的加州理工学院获得了博士学位,在他以后的职业生涯中一直与加州理工学院保持着联系。在二十世纪五十年代,莱纳斯·鲍林卷入到反核运动中,因此被贴上了可疑共党分子的标签,这使得他的护照不时地被吊销。莱纳斯和艾娃·海伦·鲍林一共育有四个孩子。
成就
1954年诺贝尔化学奖:20世纪20年代量子力学的发展不仅对物理界产生了巨大的影响,化学界也同样受到了冲击。20世纪30年代莱纳斯·鲍林在用量子力学理解和描述化学键(原子组成分子的方式)方面走在了时代前沿。莱纳斯·鲍林在化学领域内的研究兴趣非常广泛,比如,他致力于生物领域重要的大分子的化学结构的解析,1951年他发表了a螺旋的化学结构,a螺旋是蛋白中常见的结构组成成分。
1962年诺贝尔和平奖:原子弹在广岛和长崎的爆炸成为了莱纳斯·鲍林事业的转折点,他和其他科学家一起,通过演讲和写作抗议核武器战争。莱纳斯·鲍林是帕格沃什运动中的一股驱动力,帕格沃什运动的目的是削弱核武器在国际政治中的作用,发起此运动的个人和组织在1995年获得诺贝尔和平奖。在1959年,莱纳斯·鲍林起草了著名的“广岛呼吁”,这篇总结性声明在禁止原子弹与氢弹的第五次世界会议之后发布。莱纳斯·鲍林在核大国(包括美国,前苏联和英国)签订“禁止核试验条约”上也是主要的推动者,该条约在1963年10月10日生效。在该条约生效的同一天,挪威诺贝尔委员会宣布莱纳斯·鲍林获得1962年推迟颁发的诺贝尔和平奖。
莱纳斯·鲍林,一个人获得了两次完整的诺贝尔奖。
伊雷娜·约里奥-居里
(Irène Joliot-Curie)
生于:1897年12月12日,法国巴黎
卒于:1956年3月17日,法国巴黎
获奖时所在单位:法国巴黎,镭研究所
获奖原因:“表彰他们在新的放射性元素的合成上做出的贡献”
领域:核化学
获奖情况:与另一人共同分享
生平
伊雷娜·居里出生在巴黎,是皮埃尔·居里和玛丽·居里的女儿,玛丽·居里是诺贝尔物理学和化学奖得主。伊雷娜·居里在第一次世界大战时跟随她的母亲在X射线救援队工作,负责提供X射线移动设备。战后,她回到巴黎大学继续学业,随后到她的父母创办的研究所工作。1926年,她和弗雷德里克·约里奥结婚。在镭研究所,他们一起开展了后来获得诺贝尔奖的工作。这对夫妇在政治上也非常活跃,他们致力于反法西斯主义和纳粹主义。他们一生育有两个孩子。
成就
放射性物质的辐射在研究原子上已经成为一种重要的工具。1934年,当伊雷娜·约里奥-居里和弗雷德里克·约里奥用a粒子(氦原子核)轰击一张薄的铝片时,在云室中发现了一种新的辐射留下的痕迹。这对夫妇发现即使把辐射源移去,铝片的辐射仍然存在。这是因为经过a粒子的轰击后,铝原子转变成了一种磷的放射性同位素。这意味着,历史上第一次人工创造出了放射性元素。1935年约里奥-居里夫妇共同获得诺贝尔化学奖。
阿齐兹·桑贾尔
(Aziz Sancar)
生于:1946年9月8日,土耳其萨武尔
获奖时所在单位:美国,北卡罗莱纳大学教堂山分校
获奖原因:“表彰他们在DNA修复机理的研究上做出的贡献”
获奖情况:
与其他三人共同获奖
生平
阿齐兹·桑贾尔出生在土耳其东南部萨武尔的一个小康家庭,他的父母没有受过教育,但是他们很重视孩子的教育。桑贾尔1969年在伊斯坦布尔大学获得医学学位,1977年在德克萨斯大学达拉斯分校获得生物学博士学位。阿齐兹·桑贾尔现在在北卡罗莱纳大学教堂山分校医学院任教,他的妻子格温·波尔茨·桑贾尔也同样是医学院生物化学与生物物理系的教授。
成就
活细胞中含有携带生物体基因信息的DNA分子,生物体的生存和发展依赖于DNA的稳定。但DNA并不是绝对稳定的,它们会受到损害。1983年,通过对细菌的研究,阿齐兹·桑贾尔发现并展示了某种酶蛋白修复分子对被紫外线损坏的DNA分子的修复过程。这一发现增强了人们对于活细胞运作、癌症起因和细胞衰老等问题的理解。
生于:1938年1月28日,斯德哥尔摩,瑞典