澎湃新聞記者 張蓓
2016-11-16 21:08 來源:澎湃新聞
就分子機器設計合成的原理及其應用,專訪2016年諾貝爾化學獎得主之一伯納德·L·費林加。澎湃新聞記者 張蓓 實習生 陸霖傑 編輯 陸林漢(03:00)
有一天,醫生把這種機器注入你的血管,它可以自己找到缺陷細胞,釋放攜帶的藥物,或者進行修復。
11月3日,2016年諾貝爾化學獎得主之一、荷蘭科學家伯納德·L·費林加(Bernard L. Feringa)在上海接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)專訪,就「分子機器」的設計合成原理及未來應用展開對話。他說,實現上述「科學幻想」可能還要50年。
要實現這一幻想,需要用到分子機器。不久前,「分子機器的設計和合成」助力費林加等3位科學家獲得2016年諾貝爾化學獎。有著「最小機器」之稱的分子機器,也被視為微型「起重機」、人工「肌肉」和袖珍「馬達」,可能將被用於發現新材料、傳感器和儲能系統。
荷蘭科學家伯納德·L·費林加諾獎委員會曾表示,「電腦的發展反映了技術的小型化是如何引領變革的。2016年諾貝爾化學獎的獲得者讓機器變得更袖珍,帶領化學進入一個新紀元。」
只有頭髮千分之一大小的機器機器無處不在。費林加說,電動馬達、燃油馬達等都是體積較大的機器,然而,在人們的身體中,也有生物型的機器和馬達,「正是有了它們,人們才能活動肌肉,細胞才能工作」。他指出,「這些是納米級別的馬達」,只有十億分之一米,比微米要小千倍。
費林加的研究正是立足於此。他說,研究者要做的就是納米級別的馬達和機器,和人體內的生物馬達有相似的尺寸大小,但又有區別,「是用軟物質來製造,屬於合成的馬達」。
澎湃新聞此前報導,「分子機器的設計和合成」助力三位科學家摘得2016年諾貝爾化學獎,其中,費林加完成了分子機器設計與合成「三步走」中的第三步。在1999年,他研發出能在同方向持續旋轉的分子旋轉葉片,成為分子馬達的第一人。
諾獎委員會表示,「2016年諾貝爾化學獎的獲得者讓機器變得更袖珍,帶領化學進入一個新紀元。」
分子機器或將用於精準治療分子機器在現實生活中的應用同樣令人矚目。
據澎湃新聞此前報導,諾貝爾評選委員會在發布的新聞公報中指出,這三位科學家對分子的可控運動進行了優化,當注入能量時,分子能執行任務。
對此,費林加告訴澎湃新聞,從今天的納米機器技術到真正製造出首臺納米機器或者納米機器人,可能還需要50年。
同時,他也表示,「在未來的10到15年內,我們可能會發明出可以自己彎曲、收縮和伸展的材料,智能材料、智能塗料,或是能自我癒合、自我修復的材料等。也可能會有智能藥物,能夠實現更為精確的治療。」
對於分子機器未來在醫療領域的可能性,費林加說,「這就像是一部科幻巨作」。
事實上,
目前,科學家們正在嘗試開發一種藥物,以藥劑或藥片的形式進入體內,但不用馬上工作。當需要啟動時,可用光來觸發,通過光照找到感染源,實現精準治療,同時不傷害人體。費林加稱,這種藥物「或許15年內能夠實現」。費林加說,人們夢想著能夠生產出由分子馬達驅動的分子機器人,有一天,醫生把這種機器注入你的血管,它可以自己找到缺陷細胞,釋放攜帶的藥物,或者進行修復,「這個科學幻想成為現實可能要50年」。費林加表示,正如有了馬達,就可能生產出汽車,人類有了納米馬達,就可能生產出納米機器人來。
「也許不是通過我們的體系,而是採用其它方法、不同的馬達,不同的材料,但毫無疑問,這一定會在未來變成現實。」費林加說。
費林加此次來上海是作為比利時化工集團——索爾維集團的科研顧問,就研發課題和未來合作進行討論。他認為,分子馬達作為未來的納米科技還有很長一段路要走,就現階段而言,開發新材料、新催化劑是一大機會。
索爾維集團科學與技術總監梅德威(Pascal Metivier)表示,和費林加的合作主要分為兩個方向,其中包括能讓生產工藝變得清潔、環保的催化劑。
梅德威稱,未來可以找到新的方法,使現有產品工藝更高效、更清潔,減少二氧化碳的排放,降低對於環境的影響,「這也是中國目前急需的技術」。
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