【諾貝爾2016】研發最微型機器 歐洲三學者齊奪化學獎

撰文:陳奕謙 許懿安
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諾貝爾委員會公布2016年度化學獎,由紹瓦熱、斯托達特及費林加奪得。
三人都是研究分子機器的學者,先後研發出納米升降機、納米汽車等,技術可以應用在新物料、感應器和能量儲存方面。

今屆諾貝爾化學獎,由歐洲三名學者共同奪得。(諾貝爾委員會截圖)

瑞典皇家科學院宣布將2016年諾貝爾化學獎授予三位科學家,表彰他們在「分子機器的設計與合成」(design and synthesis of molecular machines)方面的貢獻。評審提出他們獲獎的理由:「他們發展出可控制運動的分子,可在注入能源的情況下執行任務……微型機器未來很可能使用於發展一些物品,例如新材料、感測器和能源儲存系統等。」他們將共享800萬瑞典克朗(港幣723萬)的獎金。

提到機器,一般人的想像都是一台台機器,甚至要插電才能運作。但其實在科學上,只要輸入會帶來一個輸出的話,就可以算是一個機器。所以其實生物上不少運作,都可以說是一種機器。早在1984年,知名物理學家、諾貝爾獎得主費曼(Richard Feynman)已經提出一個問題,到底最細小的機器可以有多細小?答案是比髮絲還要微薄1000倍。

以分子機器的原理,費林加研發出納米車輛,全球最細。(諾貝爾委員會)

法國學者紹瓦熱(Jean-Pierre Sauvage)最先在1983年,提出以銅離子可以自動將分子連結起來。1991年,蘇格蘭人斯托達特(Fraser Stoddart)又研發出輪烷(Rotaxane),將一個分子環穿進一個軸,環的圈夠細小,雖然能夠自由走動,但不會離開分子軸。就憑這個分子設計,斯托達特能夠研發出分子升降機等機器。再進一步,到了2011年,荷蘭學者費林加(Bernard Feringa)更加研發出一部四輪分子車,只有納米般的大小,成為全世界最細小的車輛。

微型機器未來會有很大發展空間。台灣中央研究院化學所副所長孫世勝指出,微型機器目前都還在觀念證明階段,要實際用在工業、醫療上,還有一大段距離。他說:「如果有人做出來,會是下一位諾貝爾獎得主。」

  梁湛輝博士:師承斯托達特 獲益良多

香港浸會大學化學系助理教授梁湛輝博士曾以博士後研究員身份,跟隨今屆諾貝爾獎其中一位得獎者斯托達特工作3年。他接受香港01專訪時指出,在斯托達特指導下,不僅提升他對研究項目的認識,也承襲了斯托達特對教育的熱忱。

梁湛輝指出,斯托達特為人非常嚴謹、仔細,也是一位很好的教育家。他能很快認清學生的長處,加以栽培。當學生面對難題時,他會給予甚富啟發性的答案,刺激他們思考。他也會提供很多研究方向,讓學生嘗試。

此外斯托達特不僅着緊學生在學術上成長,亦着重他們的英語水平。他會多番審閱學生的文章,確保一個字都不會錯,亦要求他們撰文時用語要精準。師承斯托達特一段日子,梁湛輝自言獲益良多,到他成為人師時,也是如此教導學生。

  2016年諾貝爾獎公布日子(本港時間)

周一(3日):醫學獎
周二(4日):物理學獎
周三(5日):化學獎
周五(7日):和平獎
下周一(10日):經濟學獎
待定:文學獎