澎湃新闻记者 张唯
伟大始于渺小。人类已经创造出能后空翻、走平衡木的仿生机器人;而在肉眼无法观测、双手无法直接掌控的微观尺度,分子机器又能发挥哪些作用?
澎湃新闻获悉,在即将开幕的第三届世界顶尖科学家论坛上,全球分子机器研究领域的几位“掌门人”将展开对话,出席分子机器峰会,与公众分享“小机器”的“大能量”。
① 让-马里·莱恩 1987年诺贝尔化学奖得主
让-马里·莱恩开创了一个全新的化学研究领域——“超分子化学”。1968年,莱恩教授合成了一种笼状的分子,可以与多种金属离子形成内包复合物。以此为开端,他开始研究“分子识别”的化学基础,这是许多生物学过程的基础。1987年,他凭借在此领域的研究工作与D.J. Cram和C.J. Pedersen一起分享了诺贝尔化学奖。获得诺贝尔奖后的30年间,莱恩教授开展了更为深入的研究,进一步推动了超分子化学的发展。
②让-皮埃尔·索瓦日 2016年诺贝尔化学奖得主
让-皮埃尔·索瓦日是让-马里·莱恩早期的博士生,他因在分子机器领域的开拓性贡献荣获2016年诺贝尔化学奖。1983年,索瓦日成功将两个环状分子扣在一起,形成一种名为“索烃”的链条。这是迈向分子机器的第一步,实现了两个互锁环状分子的相对移动。
③雷泽·司徒塔特 2016年诺贝尔化学奖得主
1991年,雷泽·司徒塔特完成了分子机器诞生的第二步——开创性地提出并合成了轮烷。他发现轮烷上的大环分子可以高速地运动,这成为分子机器的一种雏形。在此基础上,司徒塔特教授先后创造了分子梭、分子开关、分子泵等各类人工分子机器,并将分子机器引入到分子电子学、药物递送以及非平衡态自组装等领域。
④ 伯纳德·费林加 2016年诺贝尔化学奖得主
1999年,费林加研发出能在同方向持续旋转的分子旋转叶片,成为分子马达的第一人。在分子马达的基础上,他成功地让一只比马达大上1万倍的玻璃杯旋转,还设计了一辆纳米车。因“设计和合成了分子机器”,费林加与索维奇、司徒塔特共同获得2016年诺贝尔化学奖。
从发展沿革的角度看,分子马达和19世纪30年代的电动机有着的相似场景。当时,科学们展示着各式各样旋转着的曲柄和轮子,他们没有意识到的是,这将诞生电气火车、洗衣机、扇子和食物加工器。现如今,分子机器也同样如此,很有可能将被用于发现新材料、传感器和储能系统。
第三届世界顶尖科学家论坛将于10月30日-11月1日在上海召开。包括61位诺贝尔奖得主在内,近140位诺贝尔奖、图灵奖、菲尔兹奖、沃尔夫奖、拉斯克奖等全球顶尖科学奖项得主出席。除了上述话题,量子计算、光遗传学、DNA芯片储存、新冠病毒研究等关键词也将被列入讨论。
论坛期间将有130余场科学家独立演讲、70余场主题峰会,大部分活动将通过网络向公众直播。
责任编辑:李跃群
校对:刘威