“纯化学”科学家研发世界最小“机器”

近日，2016年诺贝尔化学奖在瑞典斯德哥尔摩发布，法国斯特拉斯堡大学的让-皮埃尔索瓦日教授、美国西北大学的弗雷泽斯托达特爵士以及荷兰格罗宁根大学的伯纳德L费林特教授获得此奖，得奖理由是分子机器的设计与制备。据介绍，它未来将会用作更加精准的疾病检测、药物运送，超高密度信息存储、能量存储，新材料、传感器等众多领域，应用于前景不可限量。　　什么是分子机器　　据复旦大学化学系黎占亭教授讲解，非常简单来说，分子机器是在分子水平上，由一个分子或几个分子，通过分子的运动，构建宏观机器的运动。

　　黎占亭讲解，第一位获奖者让-皮埃尔索瓦日教授的导师曾于1987年因超强分子化学取得诺贝尔化学奖。此次让-皮埃尔索瓦日教授的贡献在于第一个在分子机器研发领域积极开展工作。

1983年，他通过配位作用，建构超强分子结构，顺利地将两个环形分子连接起来，构成了一根链。一架机器要能继续执行任务，其各个组成部分之间必需具备相对运动的能力，这两个互相扣合的环形分子正好合乎这个拒绝。　　华东理工大学化学与分子工程学院教授、中科院院士田禾讲解，1991年，美国化学家斯托达特第一个明确提出分子梭概念，即在一个刚性棒状分子上套一个分子大环轮烷，分子大环能在分子篮上往返来回。

在给与能量后，分子机器的各个模块就不会做到相对运动，像我们熟知的机器那样。　　第三位获奖者伯纳德L费林特教授则是研究出有分子马达的第一人，在光控单分子马达领域有开创性的工作。田禾讲解，费林特制备的是分子马达，它有一个相同基座，坐落于基座上部的分子不会做到360度定向旋转，与宏观世界的机械马达很像。1999年，他研究出有分子转动叶片。

利用分子马达，他让一个比马达大上1万倍的玻璃杯顺利转动。　　今年取得诺贝尔化学奖的三位科学家研制出了三种分子机器，其状态各不相同。他们的开创性工作让人类认识到，能用分子为材料，设计、修建微观世界的机器。

田禾说道。　　分子机器有何意义和应用于价值　　分子机器的问世有什么意义和应用于价值？田禾说道，生物体内的很多活动，只不过都造就分子机器的运转。科学家研究细胞分裂、DNA拷贝、物质运输、肌肉膨胀等生命活动，追溯到分子层面后，找到它们都是众多分子机器作功的结果。因此，化学家可以和生命科学家合作，通过设计、制备分子机器来仿真各种生命现象。

　　分子机器还能用来存储信息，建构神秘的分子计算机。2007年，斯托达特率领团队研制出一种能超高密度存储信息的分子芯片，其存储密度超过了2020年硅基芯片的水平。

华东理工大学化学与分子工程学院教授曲大辉说明说道，硅基芯片的信息存储密度遵循摩尔定律(在价格恒定情况下，集成电路上可容纳的元器件数目和性能，间隔1824个月不会提升1倍)，但这个定律不会遇上发展瓶颈，而分子芯片能构建分子尺寸上的信息存储，所以不遵循摩尔定律，在存储密度上能大幅度打破硅基芯片。　　诺贝尔奖评审委员会认为，目前，分子机器处在概念应用于阶段，尽管分子机器目前还没实际的应用于，未来它不会怎样转变人类的生活？据介绍，它未来将会用作更加精准的疾病检测、药物运送，超高密度信息存储、能量存储，新材料、传感器等众多领域，应用于前景不可限量。

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