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三位科学家因“分子机器合成”分享2016诺贝尔化学奖

时间:2016-10-6 12:04:03 点击:

  核心提示:腾讯科学讯 据诺贝尔官网消息,斯德哥尔摩当地时间5日中午,2016年诺贝尔化学奖在瑞典皇家科学院揭晓,让-皮埃尔-索维奇,J-弗雷泽-斯托达特爵士和伯纳德-L-费林加三位科学家分享该奖,以表彰他们在“...

腾讯科学讯 据诺贝尔官网消息,斯德哥尔摩当地时间5日中午,2016年诺贝尔化学奖在瑞典皇家科学院揭晓,让-皮埃尔-索维奇,J-弗雷泽-斯托达特爵士和伯纳德-L-费林加三位科学家分享该奖,以表彰他们在“合成分子机器”方面的研究。

获奖原因:

法国化学家让 - 皮埃尔·索维奇,英国化学家J-弗雷泽-斯托达特爵士,荷兰化学家伯纳德-L-费林加共同获得2016年诺贝尔化学奖,获奖理由是分子机器的设计与合成。他们发明了“全世界最小的机器”,将分子合成在一起,使其成为极微小的电机和传动装置,这些机器比一根头发丝的1000分之一还要细。

分子机器,指由分子尺度的物质构成、能行使某种加工功能的机器,其构件主要是蛋白质等生物分子。因其尺寸多为纳米级,又称生物纳米机器,具有小尺寸、多样性、自指导、有机组成、自组装、准确高效、分子柔性、自适应、仅依靠化学能或热能驱动、分子调剂等其他人造机器难以比拟的性能,因此研究生物纳米机器具有重大意义。

分子机器将极有可能促进新材料、传感器和能量存储系统等领域的应用和发展。

以下是诺奖官网公告:

他们合成了世界上最小的机器

法国化学家让-皮埃尔-索维奇、英国化学家J-弗雷泽-斯托达特爵士以及荷兰化学家伯纳德-L-费林加凭借共同设计与合成分子机器获得了2016年诺贝尔化学奖。他们使得分子运动具有可控制性,只要加入能量,就能执行任务。分子机器是一个小型升降机、人造肌肉和体型极小的马达。

计算的发展为我们展示了技术的微型化将带来怎样的革新。

2016年的诺贝尔化学奖得主使机器变得微型,并为化学这一领域开辟新的前进道路。

让-皮埃尔-索维奇早在1983年就迈出了分子机器的第一步。当时他成功将环状分子连接成链,名为索烃。一般来说,分子有强大的共价键连起来,原子在共价键共享电子,但是在链条中,分子则被更加自由的机器纽带连接在一起。一架能够执行任务的机器必须包含可以相对移动的部分。这两个交叉连结的环正好满足了这个条件。

1991年,斯托达特爵士进行了第二步。他分解出了轮烷。他将分子环缠绕在很细的分子轴上,表明分子环可以沿着分子轴移动。他的实验基于轮状化合物,包括分子起重机、分子肌和分子级别的电脑芯片。

伯纳德-L-费林是第一个做出了分子马达的人。1999年,他得到了一个可以沿着一个方向持续旋转的分子马达叶片。他可以用分子马达旋转一个玻璃量筒,这个量筒是分子马达的1万倍大。他还设计了一个纳米汽车。

2016年的诺贝尔化学奖获得者们将分子体系带出了平衡的僵局,带进了充满能量的状态,在这个状态中分子的运动可以被控制。发展方面,分子马达所处的阶段和19世纪30年代的电动机一样。当时科学家展示了各种旋转的曲柄和轮子,但没意识到它们可以引领电气列车、洗衣机、食品加工器。分子机器最有可能应用在新材料、传感器和储能系统的发展中。

作者:佚名 来源:不详
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