世界上最小的機(jī)器，2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主

　　世界上最小的機(jī)器，科學(xué)界的又一大進(jìn)步，相信也會(huì)帶給我們?nèi)祟惛鞣N福音，下面就由小編帶來的一些相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解，希望對(duì)大家有一定的幫助。

　　2016諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)新鮮出爐，授予了三位在納米機(jī)器(nanomachines)領(lǐng)域的先驅(qū)者，他們分別是法國(guó)人Jean-Pierre Sauvage, 出生于英國(guó)的J. Fraser Stoddart 和荷蘭科學(xué)家Bernard L. Feringa，并共同分享93萬美元的獎(jiǎng)金。

　　分子機(jī)器(molecular machines)，是全世界體型最小的機(jī)械設(shè)備，它們有可能被用于制造新的材料、傳感器和能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)。瑞典皇家科學(xué)院在宣布獲獎(jiǎng)人名單時(shí)說：

　　“在發(fā)展方向上，分子馬達(dá)正處于和(molecular motor)1830年代的電動(dòng)機(jī)一樣的階段，那時(shí)科學(xué)家展示各種可旋轉(zhuǎn)的曲柄和輪子，卻不知它們會(huì)發(fā)展出電動(dòng)火車、洗衣機(jī)、電風(fēng)扇和食品加工機(jī)器等等。”

　　前沿科學(xué)研究的魅力，不正在于呈現(xiàn)給人類更多的想象空間，給未來更多美好的可能嗎?

　　那么，今年為什么是這三位科學(xué)家獲獎(jiǎng)呢?小探在下文嘗試用白話解釋一下他們的工作，不感興趣的小伙伴可以跳過啦。

　　納米技術(shù)——在納米級(jí)別，或者十億分之一米的單位級(jí)別上進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)造——數(shù)十年來一直是一個(gè)卓有成效的研究領(lǐng)域。今天這三位科學(xué)家更進(jìn)一步，研究如何讓只有人類頭發(fā)寬度千分之一的小型機(jī)器進(jìn)行規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

　　目前他們的工作只是剛剛起步。制造分子機(jī)器的第一步就是制造可移動(dòng)的零部件。化學(xué)家們長(zhǎng)久以來就能合成環(huán)狀分子，并且知道“環(huán)環(huán)相扣”可能做出分子級(jí)別零部件。

　　但是如何讓一個(gè)環(huán)狀分子可以穿過另一個(gè)來運(yùn)動(dòng)?獲獎(jiǎng)?wù)咧?，Sauvage博士在1983年解決了這個(gè)問題——他發(fā)現(xiàn)，一種帶電的銅離子可以像別針那樣為中心來生成環(huán)環(huán)相扣的戒指狀分子，一旦環(huán)彼此連接，銅離子就可以被移除。這些分子被稱為索烴。

　　第二位獲獎(jiǎng)?wù)?，Stoddart博士撿起接力棒，于1991年做出新的研究成果。相較于讓分子環(huán)環(huán)相扣，他和同事合成了一種輪烷，即讓環(huán)狀分子圍繞一個(gè)啞鈴形軸心。環(huán)能夠沿啞鈴來回滑動(dòng)，打個(gè)比喻，就像中國(guó)的算盤那樣，算盤珠可以沿軸上下滑動(dòng)。

　　接下來，Stoddart博士做出了一個(gè)小型計(jì)算機(jī)芯片(本質(zhì)是一個(gè)分子級(jí)別的算盤)，由三個(gè)輪烷連接組成。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)像分子級(jí)別的電梯一樣，但是數(shù)量級(jí)比十億分之一米還小，并且Stoddart博士發(fā)現(xiàn)混合了超薄黃金層并相互連接的輪烷，特征和人造肌肉極為類似。

　　最后我們的第三位獲獎(jiǎng)?wù)?mdash;—Feringa博士，在1999年成功制造出史上首個(gè)分子級(jí)別馬達(dá)——馬達(dá)葉片由光供能，可以沿同一方向旋轉(zhuǎn)。第一代馬達(dá)速度很慢，但是15年以后，F(xiàn)eringa博士的小組展示了一片每秒轉(zhuǎn)速達(dá)到1200萬次的馬達(dá)!

　　2011年，他們制造了一輛分子級(jí)別的“汽車”——四個(gè)分子級(jí)馬達(dá)充當(dāng)車輪，一個(gè)納米級(jí)車殼連接車輪并組裝起汽車。

　　研究的意義和價(jià)值

　　納米研究早已有之，三位科學(xué)家的獲獎(jiǎng)可能推動(dòng)著納米科學(xué)迎來第二波浪潮。其應(yīng)用領(lǐng)域我們?cè)诖寺耘e兩例。

　　首先是生物醫(yī)學(xué)。在生物體中，自然生成的分子級(jí)機(jī)器圍繞在細(xì)胞周圍，起到運(yùn)輸材料、建造蛋白質(zhì)和促使細(xì)胞分裂等重要功能。目前人工制造的分子機(jī)器相比起來仍然很初級(jí)很原始，但卻為我們普展開廣闊的應(yīng)用前景。

　　Feringa博士說，“想一想納米機(jī)器和微型機(jī)器人——醫(yī)生可以把這些超小機(jī)器人送到你的血管里，去消滅癌細(xì)胞和精準(zhǔn)投遞藥物等等。”

　　其次在材料學(xué)方面，大家知道材料屬性很大一部分由分子運(yùn)動(dòng)形成，納米技術(shù)可能促使新材料的產(chǎn)生。其中大家最為津津樂道的是一種能根據(jù)外部信號(hào)更改自身特性的“智能材料”。

　　以上僅僅是窺其一斑，想象力建造在現(xiàn)有知識(shí)的基礎(chǔ)上，人類無法對(duì)從未聽聞的事物展開想象。所以，納米科技的前景，要比我們所能描述的還要大的多。

　　恭喜三位年過花甲的科學(xué)家們獲得諾貝爾獎(jiǎng)，也感謝他們帶給全人類的貢獻(xiàn)。