從諾貝爾化學(xué)獎?wù)f起:何為“好化學(xué)”

[日期:2015-10-10] 作者:化學(xué)組 次瀏覽 [字體: ]

 

中國科學(xué)家和諾貝爾化學(xué)獎距離最近的一次,可能要算1979年鈕經(jīng)義代表的人工合成牛胰島素團(tuán)隊參與競選了。中國科學(xué)家成功合成牛胰島素,是世界上第一次成功合成蛋白質(zhì)的創(chuàng)舉,可謂意義重大。這項成果為何抱憾諾貝爾獎,其間的原因至今眾說紛紜。

從像結(jié)晶牛胰島素這樣的經(jīng)典藥物,到近年來層出不窮的新藥、新材料、新能源等,化學(xué)一直是與人們的日常生活聯(lián)系最為緊密的學(xué)科之一。許許多多化學(xué)領(lǐng)域的研究突破,都能直接給人們的生活帶來便利。

例如近年來備受關(guān)注的鈣鈦礦太陽能電池,就創(chuàng)造了一套全新的太陽能轉(zhuǎn)化體系。中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員宋衛(wèi)國向《中國科學(xué)報》記者解釋,這種神奇的物質(zhì),其本質(zhì)就是經(jīng)典無機化學(xué)中所研究的配位化合物。然而,舊瓶偏偏盛了新酒?!皟H僅是配體和離子的巧妙組合,竟然就能轉(zhuǎn)化太陽能!”宋衛(wèi)國說。這種新型太陽能電池的轉(zhuǎn)化率非常高,是當(dāng)前市場上太陽能電池的兩倍,與此同時,也大大節(jié)約了太陽能轉(zhuǎn)化為電力的總成本。

此外,化學(xué)研究成果在醫(yī)療健康領(lǐng)域也有新的建樹,除了新型藥物的開發(fā)外,一些現(xiàn)有藥物的新型合成路線也解決了目前許多藥物合成困難的問題。新的治療手段、分子層面的診斷手段等方興未艾。

健康無疑是人們最關(guān)注的話題,而環(huán)境的優(yōu)劣則與健康息息相關(guān)?;瘜W(xué)化工方面的研究進(jìn)展為環(huán)境治理方法和污染物減排技術(shù)的革新開辟了道路。宋衛(wèi)國特別介紹了中科院化學(xué)所開發(fā)的納米材料綠色印刷術(shù)。與傳統(tǒng)的感光成像思路不同,這項技術(shù)可以直接打印出圖文區(qū)和非圖文區(qū),不再用鉛制版,也無須激光照排,徹底克服了傳統(tǒng)制版技術(shù)的環(huán)境污染、資源浪費問題。這是一項由國內(nèi)自主研發(fā)且值得向全世界推廣的成果。

當(dāng)化學(xué)遇見納米,值得期待的驚喜還會更多。任何已有的化學(xué)研究領(lǐng)域都能和納米技術(shù)相結(jié)合。納米研究的尺度更小、手段更精細(xì),在這樣微觀的層面上,無數(shù)新的現(xiàn)象和新的性質(zhì)有待科學(xué)家們?nèi)ネ诰颉?

在宋衛(wèi)國的介紹中,還有一項成果格外引人注意。那就是二氧化鈦光解水,這項工作揭示了利用太陽能直接分解水制氫的可能性,也打開了一道通往更清潔能源的大門。未來,光解水研究領(lǐng)域還有待取得進(jìn)一步的突破。

化學(xué)與材料、化學(xué)與能源、化學(xué)與生物、化學(xué)與量子力學(xué)……都越來越密不可分。作為一個“百搭款”的學(xué)科,化學(xué)領(lǐng)域目前最熱門的幾乎都是一些交叉學(xué)科。就算經(jīng)典化學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家,也正在紛紛探索其他學(xué)科的奧秘,致力于發(fā)現(xiàn)新的問題。

2012年,諾貝爾化學(xué)獎頒給了“G蛋白偶聯(lián)受體”的研究,這一成果揭示了細(xì)胞感知周圍環(huán)境的秘密;2014年,超分辨率熒光顯微技術(shù)摘得諾獎桂冠,這項工作將光學(xué)顯微鏡帶進(jìn)了納米尺度……不得不說,近年來的諾貝爾化學(xué)獎,往往是交叉學(xué)科逐鹿的舞臺。但這絕不表示傳統(tǒng)化學(xué)就沒有可為之處,比如化學(xué)中的有機合成,就永遠(yuǎn)有創(chuàng)新,永遠(yuǎn)蘊藏著無限的可能。

2014年底,美國化學(xué)會的《化學(xué)化工新聞》評選出年度十大化學(xué)成果,其中既有交叉學(xué)科的工作,如“增強版”DNA導(dǎo)入活細(xì)菌;也有納米尺度的研究,如單壁碳納米管的新型制備方法;還有傳統(tǒng)的化學(xué)合成。

化學(xué)領(lǐng)域廣闊博大,各種學(xué)科交叉紛繁眾多,要預(yù)測每年的諾貝爾獎花落誰家,委實不易。此外,科研成果的價值,有時要經(jīng)過時間的考驗才能彰顯。但不管諾獎的歸屬如何撲朔迷離,評委的口味怎樣千變?nèi)f化,只要能提高人們生活質(zhì)量,就是好的化學(xué)科研成果。