7月14日,世界頂尖科學家論壇(WLF)獨家視頻採訪了2016年諾貝爾化學獎得主弗雷澤·斯託達特(Fraser Stoddart)。
截圖|WLF獨家採訪視頻
現年78歲的斯託達特依然多產,並不斷探索全新領域。他分享了作為分子納米拓撲學的開拓者,對這個最前沿領域的解讀(詳見昨日推送獨家專訪|諾貝爾化學獎得主斯託達特:這會是震撼化學界的全新領域!),以及兩項突破性的並且極具應用價值的研究成果。
同時,斯託達特也是一位桃李滿天下的導師,他尤其讚賞所遇到的中國青年科學家勇於創新、充滿想法、極富才智的特質,但是也指出了他們中的很多人都存在著嚴重的問題:他們將成功定義為發表論文,而忽略了科學本身的意義。
6月12日,斯託達特作為通訊作者,在科學頂刊Science上發表標題為《A precise polyrotaxane synthesizer》(一個精確的聚輪烷的合成器)的論文,象徵著一種可以將環從溶液中抽吸到分子線上,從而生產出環數精確的聚輪烷的合成分子機已經誕生了。這種方法實現了以前根本不可能實現的控制程度,為能源和數據存儲的新材料開闢了道路。
反覆的還原和氧化過程可以在聚合物上穿出多達10個不同的環,顯示出分子合成器的精湛的控制水平。圖|Science/AAAS
這種控制的程度極為罕有。從根本上說,這對於聚輪烷合成是夢想照入現實。
非營利性基金會IMDEA Nanociencia的埃米利奧·佩雷斯(Emilio Perez)教授對該成果如是評價。
僅僅十天後,《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)刊登了同樣由斯託達特作為通訊作者,標題為《通過多孔卟啉聚合物從電子廢物中回收貴金屬》(Precious metal recovery from electronic waste by a porous porphyrin polymer)的論文。他利用多孔卟啉製造了一種吸附劑,用於從電子垃圾中回收貴金屬,從而將不斷暴增的電子垃圾轉化為貴金屬的可持續來源。
過剩的電子垃圾裡有什麼。圖|Coin World
斯託達特在採訪中強調,化學是一門藝術,通過化學可以不斷地創造新的東西。對化學的熱情使他跨越三大洲,在英國和美國的八所大學擔任教學和研究工作,並在巴西、法國、義大利和瑞士擔任客座講師。
直到2008年,他才在美國西北大學穩定下來。目前他是西北大學董事會成員、集成系統化學中心主任。
在西北大學的斯託達特化學小組裡,可以看到《A precise polyrotaxane synthesizer》(一個精確的聚輪烷的合成器)是斯託達特的第1193篇出版物。
斯託達特的第1193篇出版物。圖|截自西北大學
斯託達特工作的影響力和作用能夠從他的文章被引用數據上顯示出來。在他的所有著作中,有一篇被引用次數超過2000次,8篇超過1000次,15篇超過750次,25篇超過500次,74篇超過250次,218篇超過100次,478篇超過50次。他的H指數(H index,編者註:這是一個用於評估研究人員的學術產出數量與學術產出水平的混合量化指標)為149 。他曾作過超過1000次的學術講座。
西北大學的官網統計,在這50年以來,有將近500名博士生和博士後在他的實驗室中成長,在他的想像力和創造力的啟發下,後來有近100名成功地開始了獨立的學術生涯。
斯託達特。圖|西北大學
斯託達特告訴我們,6月份在Science上的這項成果是由一個國際團隊完成。除了均在美國的西北大學的斯託達特團隊、南佛羅裡達大學團隊、緬因大學團隊外,還有來自中國和澳大利亞的團隊。
斯託達特說,在這項研究中,他實驗室裡很多非常優秀的年輕中國科研人員衝在了最前面。
斯託達特也在採訪中多次強調了他的團隊的多元性,言語中不乏對中國年輕人的喜愛和褒獎:
「在我的科研團隊裡,大概有75%的年輕人來自中國的頂尖大學,例如清華大學、北京大學、復旦大學、南開大學等。我知道,只要給這些才華橫溢、充滿新鮮想法的年輕人99%的自由,他們所呈現出來的東西會讓人嘆為觀止,真的比我在他們這個年紀的時候所能想到的厲害得多。
「這不僅是經驗的東西,還有敢於承擔風險的意識、對未知東西的渴求欲。他們真的以非常快的速度進行探索。就算是大晚上,我也在和我的博士後學生們探討,接著發現他們即使在深夜,還能精神抖擻、處於大腦高速運轉的狀態。我就調侃他們:『你們難道都不睡覺的嗎?』然後我們會哈哈大笑,因為我自己就不太睡覺。」
和之前的許多諾貝爾獎得主一樣,斯託達特正在在斯德哥爾摩諾貝爾博物館的一把椅子上簽名。圖|Jonas Ekströmer/TT.
不過斯託達特也提出了目前存在於這些優秀的青年中國科學家中的問題。
和全世界所有地方的優秀科研人員一樣,他們總會產出看起來有點瘋狂的想法,找出會嚇退很多人的難題並解決,他們也非常享受學術研究中迸發的激情。但是,一旦提到如何定義成功的時候,他們總會問一個現實的問題:那我們該在哪裡發表成果呢?
「可能中國的年輕科學家們都太在乎發表文章了,他們所有的關注焦點都會聚集在論文是不是能發表在Nature或者Science上。和他們交流的時候,會聽到『Nature』這個單詞極其高頻率地出現。」
「因此,在我們歷盡了非常艱辛的兩年工作,終於在分子泵上有所進展時,很多團隊裡的中國孩子們立刻就問出了接下來的問題:實在是太好啦!那我們可以整理一下成果然後發表嗎?」
這好像就是他們做科研的驅動力了。
斯託達特本人,是如何看待這個問題的呢?
時光迴轉到1967年,25歲的弗雷澤·斯託達特正打算登上飛往加拿大的飛機——這也是他人生第一次坐飛機——開啟他的博士後研究時,收到了來自他母校——愛丁堡大學的博士考官埃德蒙·赫斯特爵士(Edmund Hirst)的忠告:「斯託達特,無論你做什麼,你一定要確保你能夠解決一個大問題。」
後來的斯託達特一直將這句話記在心上。
斯託達特的分子機器設計靈感來源於大自然。數十億年以來,大自然都慷慨完善著所有生命體身上的微小生物機器。
比方說,翻譯遺傳密碼製造蛋白質、或者確保細胞廢物被循環利用這樣最基本的生命過程,都需要使用只有一根人類頭髮萬分之一大小的分子機器。而這些天然存在於生命體中的生物機器的運動,都依靠化學能量來運作。
斯託達特想到通過他摯愛的化學藝術,來人工合成類似大小的機器,可以聽憑人類指揮。像傳統的機器一樣,這些分子機器將需要零件、馬達和能量來源,但在分子層面上想做到這個程度要複雜得多。
環和線。圖|QUARTZ
斯託達特最終通過了不起的機械鍵,成功設計和合成人工分子機器。
斯託達特正在展示他的諾貝爾獎章。圖|Nobel Media AB 2016
斯託達特在採訪中介紹,他仍然在不斷地開發機械鍵,並希望通過機械鍵進入到一個全新的前沿領域:分子納米拓撲學。
「在哪個平臺發表論文,不應該是是你科研的驅動力,更不應該是做科研的最終目的。」 斯託達特在採訪中如是強調。
科學的舞臺遠比論文發表的平臺大。
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