从诺贝尔化学奖说起:何为“好化学”

2015年10月12日

中国科学家和诺贝尔化学奖距离最近的一次,可能要算1979年钮经义代表的人工合成牛胰岛素团队参与竞选了。中国科学家成功合成牛胰岛素,是世界上第一次成功合成蛋白质的创举,可谓意义重大。这项成果为何抱憾诺贝尔奖,其间的原因至今众说纷纭。

从像结晶牛胰岛素这样的经典药物,到近年来层出不穷的新药、新材料、新能源等,化学一直是与人们的日常生活联系最为紧密的学科之一。许许多多化学领域的研究突破,都能直接给人们的生活带来便利。

例如近年来备受关注的钙钛矿太阳能电池,就创造了一套全新的太阳能转化体系。中国科学院化学研究所研究员宋卫国向《中国科学报》记者解释,这种神奇的物质,其本质就是经典无机化学中所研究的配位化合物。然而,旧瓶偏偏盛了新酒。“仅仅是配体和离子的巧妙组合,竟然就能转化太阳能!”宋卫国说。这种新型太阳能电池的转化率非常高,是当前市场上太阳能电池的两倍,与此同时,也大大节约了太阳能转化为电力的总成本。

此外,化学研究成果在医疗健康领域也有新的建树,除了新型药物的开发外,一些现有药物的新型合成路线也解决了目前许多药物合成困难的问题。新的治疗手段、分子层面的诊断手段等方兴未艾。

健康无疑是人们最关注的话题,而环境的优劣则与健康息息相关。化学化工方面的研究进展为环境治理方法和污染物减排技术的革新开辟了道路。宋卫国特别介绍了中科院化学所开发的纳米材料绿色印刷术。与传统的感光成像思路不同,这项技术可以直接打印出图文区和非图文区,不再用铅制版,也无须激光照排,彻底克服了传统制版技术的环境污染、资源浪费问题。这是一项由国内自主研发且值得向全世界推广的成果。

当化学遇见纳米,值得期待的惊喜还会更多。任何已有的化学研究领域都能和纳米技术相结合。纳米研究的尺度更小、手段更精细,在这样微观的层面上,无数新的现象和新的性质有待科学家们去挖掘。

在宋卫国的介绍中,还有一项成果格外引人注意。那就是二氧化钛光解水,这项工作揭示了利用太阳能直接分解水制氢的可能性,也打开了一道通往更清洁能源的大门。未来,光解水研究领域还有待取得进一步的突破。

化学与材料、化学与能源、化学与生物、化学与量子力学……都越来越密不可分。作为一个“百搭款”的学科,化学领域目前最热门的几乎都是一些交叉学科。就算经典化学领域的科学家,也正在纷纷探索其他学科的奥秘,致力于发现新的问题。

2012年,诺贝尔化学奖颁给了“G蛋白偶联受体”的研究,这一成果揭示了细胞感知周围环境的秘密;2014年,超分辨率荧光显微技术摘得诺奖桂冠,这项工作将光学显微镜带进了纳米尺度……不得不说,近年来的诺贝尔化学奖,往往是交叉学科逐鹿的舞台。但这绝不表示传统化学就没有可为之处,比如化学中的有机合成,就永远有创新,永远蕴藏着无限的可能。

2014年底,美国化学会的《化学化工新闻》评选出年度十大化学成果,其中既有交叉学科的工作,如“增强版”DNA导入活细菌;也有纳米尺度的研究,如单壁碳纳米管的新型制备方法;还有传统的化学合成。

化学领域广阔博大,各种学科交叉纷繁众多,要预测每年的诺贝尔奖花落谁家,委实不易。此外,科研成果的价值,有时要经过时间的考验才能彰显。但不管诺奖的归属如何扑朔迷离,评委的口味怎样千变万化,只要能提高人们生活质量,就是好的化学科研成果。

 

摘自:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2015/10/328195.shtm