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2016诺贝尔化学奖:分子机器终折桂,CRISPR等明年再来?

作者: 发布日期:2017-08-30 访问次数:798

2016年诺贝尔化学奖于10月5日公布,三位化学家因设计和合成分子机器("for the design and synthesis of molecular machines")而获奖。他们是法国斯特拉斯堡大学(University of Strasbourg)的Jean-Pierre Sauvage、美国西北大学(Northwestern University)的Sir J. Fraser Stoddart、荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)的Bernard L. Feringa。

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Jean-Pierre Sauvage:1944年出生于法国巴黎,1971年在斯特拉斯堡大学获得博士学位
Sir J. Fraser Stoddart:1942年出生于英国爱丁堡,1966年在爱丁堡大学获得博士学位
Bernard L. Feringa:1951年出生于荷兰Barger-Compascuum,1978年于格罗宁根大学获得博士学位。
分子机器(molecular machines),顾名思义就是构建能进行受控运动的分子,在施加能量时可完成某种任务,例如分子电梯、分子肌肉、分子马达(分子发动机)等。计算机技术的发展历程证明了技术的小型化如何能导致一场革命。 2016年诺贝尔化学奖的获得者们已经使机器小型化,并推动化学到达了一个新的维度。

迈向分子机器的第一步在1983年由Jean-Pierre Sauvage完成,他成功地将两个环形分子连接在一起,形成一个链条,称为索烃(catenane)。通常情况下, 原子通过共用电子形成强共价键而连接成为分子,但是在这种链条中,这两部分由一个自由的“机械键”结合在一起。通常机器中的部件必须能够发生相对移动,这两个互锁的分子环正好符合这一要求。


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Fraser Stoddart 在1991年迈出了第二步,他研发出了轮烷(rotaxane)。他将一个分子环系到一个很细的分子轴上,并展示了这个分子环能够沿着这个轴移动。基于轮烷,他研发出了分子电梯、分子肌肉和基于分子的计算机芯片。

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Bernard Feringa是第一个研发分子马达的人,他在1999年得到了一种向同一方向不断旋转的分子马达叶片。通过使用分子马达,他能够旋转比分子马达本身大1万倍的玻璃圆筒。

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他甚至还设计了一个纳米汽车。

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这些2016年的诺贝尔化学奖获得者将分子系统转移出平衡态,进入运动可控的充满能量的状态。目前分子马达所处的阶段正如19世纪30年代的电动机,那个时候科学家们展示出了各种纺纱曲柄和轮子,却没意识到这种技术会导致电动火车,洗衣机,电风扇和食品加工机器的发明。分子机器最有可能的应用是在新材料,传感器和能量存储系统这些领域。

 

在今年诺贝尔化学奖出炉之前,各大媒体预测的热门获奖人选还包括以下这几个领域的重要人物,或许他们明年还有机会冲击诺奖。
(1)锂离子电池技术:
您在阅读本文的时候,说不定锂离子电池正在为您的移动设备供电。Whittingham等人在发明和发展锂离子电池中做出了决定性的贡献,诺奖如果颁给他们一点都不意外。

M. Stanley Whittingham:英国人,75岁,美国纽约州立大学系统的宾汉顿大学教授;

John Bannister Goodenough:出生于德国,94岁,美国德州大学奥斯丁分校教授;

Akira Yoshino (吉野 彰):日本科学家,68岁,日本旭化成株式会社吉野实验室负责人。

(2)CRISPR/Cas9基因编辑技术:
CRISPR/Cas9基因编辑技术,从被发现到现在时间不长,尽管目前还存在专利纠纷,但却不影响其影响力和应用范围呈现井喷式增长。Doudna等人的贡献,是CRISPR/Cas9技术如今大红大紫的基础。

Jennifer Doudna:美国女科学家,52岁,美国加州伯克利大学教授;

Emmanuelle Charpentier:法国女科学家,48岁,德国马克斯普朗克传染生物研究所所长及瑞典分子传染医学实验室研究员;

张锋(Feng Zhang):34岁的华人科学家,美国麻省理工学院教授。

(3)RAFT/ATRP高分子自由基聚合技术:
Matyjaszewski等人开创的RAFT/ATRP高分子自由基聚合技术,让业界可以更容易更低成本的生产所需的高分子材料,广泛应用于电子产品、化妆品、涂料等等。

Krzysztof Matyjaszewski:波兰裔美国人,66岁,美国卡耐基麦隆大学教授;

Ezio Rizzardo:出生于意大利,73岁,澳大利亚联邦科学与工业研究组织研究员;

David Solomon:澳大利亚化学家,87岁,澳大利亚墨尔本大学退休教授。

本文网址: http://www.drug-impurity.com/info/27.html
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