2016年诺贝尔化学奖终于发给了纯化学:什么是“超分子机器”?

本次获得诺贝尔奖的3名科学家

北京时间今日下午5：45分，2016诺贝尔奖的最后一个科学类奖项揭晓——法国斯特拉斯堡大学的Jean-Pierre Sauvage教授、美国西北大学的James Fraser Stoddart爵士以及荷兰格罗宁根大学的Bernard L. Feringa教授因为成功设计和制造了一种在添加能量的情况下运动可受控制的“分子机器”，获得了今年的诺贝尔化学奖。

这几名获奖人都有着光芒四射的履历。Sauvage教授是法国科学院院士；Stoddart爵士是美国科学院院士、美国文理科学院院士、英国皇家化学会荣誉会士；Feringa教授是荷兰皇家科学院院士，也是美国文理科学院外籍院士。

“分子机器”合成的第一步是由Sauvage教授于1983年实现的，他成功地将两个环状分子连接在一起，形成了一条特殊的链，即双环化合物。通常，分子是由原子间通过共享电子对构成的共价键形成的，而在这一条链中，分子则是由更加自由的机械性相互作用形成的。要想让一个机器能够完成任务，其必须由相互之间能够相对移动的部件组成，而上述两个互锁的环状分子正可以相对移动。

在之后的1991年，Stoddart爵士成功合成出了轮烷(rotaxane)，实现了“分子机器”合成的第二步。轮烷是一类由一个环状分子套在一个哑铃状的线型分子上的而形成的内锁型超分子体系。在此基础上，Stoddart爵士为分子机器设计出了一系列新的“部件”。

由Feringa教授制造的纳米小车（图片来源：

Feringa教授是首个研发分子马达的人。1999年，他制作了一个分子转子叶片，能够持续朝一个方向旋转。利用分子马达，他成功让一个玻璃圆筒开始旋转。要知道，这个圆筒可比马达本身大上10000倍。此外，他也设计了一辆纳米小车。

就像在19世纪30年代问世的电动马达彻底改变了这个世界一样，这些分子机器也同样有着改变世界的潜力。它们有望能被用于新材料、新感受器和新能量储存系统的发展。今年的诺贝尔化学奖，正是对它潜力最好的认可。（以上编译自诺贝尔官网，由“药明康德”翻译。）

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