諾貝爾化學獎‧設計世界最小機器 助發展滅癌醫療機器人

(瑞典.斯德哥爾摩6日)法國人索瓦奇(71歲)、英國人斯托達特(74歲)和荷蘭人費林加(65歲)共同獲得2016年諾貝爾化學獎,表彰他們在“分子機器”設計與合成領域的貢獻,將化學發展推向一個新的維度,為開創未來“醫療機器人”的發展鋪路。

索瓦奇是法國斯特拉斯堡大學榮譽教授兼法國國家科學研究中心名譽研究主任;斯托達特為美國西北大學化學教授;費林加則是荷蘭格羅寧根大學有機化學教授。評選委員會表示,3位科學家研發出全世界最小的機器,他們的貢獻就像提供了一個“分子工具箱”,為未來創造更先進的分子機器提供基礎。

在20世紀中期,分子化學研究興起,不少學者致力想製出奈米級化學機器人而未成功。3位獲獎者完成了分子機器設計與合成的“三部曲”。首先,索瓦奇在1983 年製出”分子環“,繼而用環製出”分子鏈“。有別于堅固的”化學鍵合“(chemical bonding),”分子鏈“之間屬可活動的機械結合,這正是製造分子機器、令其可運作的關鍵。

1991年,斯托達特更進一步把一串分子環套在一條分子軸之上。在這基礎下,製出了分子升降機、分子肌肉和儲存容量達到20kB的分子電腦晶片。

分子機器未來發展無限

闊度不足頭髮千分之一的分子機器研究只是起步階段,要實際用在工業、醫療上,還有一大段距離。索瓦奇、斯托達特和費林加現時的研究雖屬雛型但將來相信會效用無窮,如可能用于開發新材料包括分子電池、新型感測器及電腦晶片,在醫療用途上包括精確運送藥物到人類體內目的地等,潛力無可限量。

諾貝爾獎評審之一貝克瓦爾認為,分子機器真正意義在于其無限潛能。依靠分子機器,科學家可以將機器零件縮小至極限,從而提升機器性能。分子機器見證了科技的小型化,也為化學研究開啟新頁。這些分子機器一旦被施加能量,就可以執行特定的工作,例如分子電梯、分子肌肉、分子晶片、分子引擎、奈米車等。

在科幻電影出現的情節中,主角被注射一些非常微小的液狀物質,裏頭其實是成千上萬個微形機器人,可以進入人體細胞、殺掉病菌,讓人恢復健康。如此情節並非天馬行空,索瓦奇、斯托達特、費林加一同讓“分子機器”成為可能。

完成設計與合成三部曲

費林加則在1999年製出可連續單向轉動的“分子摩打”,可讓比摩打大1萬倍的玻璃缸旋轉,並以此設計出一輛奈米車。

3人研究的獨到之處,在于人工創造出活動可受控制的分子。這些奈米級分子機器可作為微型摩打、活塞或輪子,會因應光線或溫度轉變而作出機械動作。分子機器有望製成人工肌肉、迷你機器人、仿生義肢的組件,又或在血管內工作的醫療機器人。

索瓦奇:實現不可能夢想

“我曾獲獎無數,但諾貝爾獎意義尤其特別,它是最高榮譽的獎項,是科學家追尋瘋狂至極的夢想時都不敢奢望的。”索瓦奇為這個曾經以為不可能的夢想最終能實現感到非常驚喜,並指奪得諾獎是值得紀念的時刻,首先接獲得獎來電的太太更激動哽咽。

生于法國巴黎的索瓦奇,在路易斯巴士德大學(2009年與另外兩間院校重新合併為斯特拉斯堡大學)取得博士學位,其間師承1987年諾貝爾化學獎得主萊恩,並參與萊恩在穴醚上的得獎研究。他一度隨英國無機化學家格林進行博士后研究,及后返回母校任教。他目前是斯特拉斯堡大學科學及超分子工程學院的榮休教授,亦是法國國家科學研究中心的榮休研究總監。

斯托達特:村校學生變奇才

斯托達特跟前日兩名分享物理學獎的英籍科學家一樣,都是蘇格蘭出生。他知悉獲獎一刻“有點意料不到,簡直呼吸不來”。

斯托達特六個月大就跟家人由出生地愛丁堡遷往鄉郊生活,就讀的小學規模小得誇張,一班只有5名學生,他正因為4名同學都是女孩子而學懂織毛衣。

斯托達特早在2006年已獲英女皇伊利沙伯二世頒授爵士勳銜,翌年分子機器研究亦為他帶來愛因斯坦世界科學獎。

斯托達特女兒艾莉森本身亦是化學家,對于父親能跟好朋友索瓦奇分享殊榮相當高興。

費林加:「像萊特兄弟首航」

費林加得悉自己獲得諾貝爾化學獎后在電話中表示“不知該說甚么”,“有點被這天大驚喜嚇到”,其后才稱感到非常榮幸和鼓舞,“有像萊特兄弟在100年前首次飛行”。

費林加以萊特兄弟自況,稱人們曾經問“我們為甚么需要飛機”,而現在人們有波音747和空中巴士。他深信利用化學製造新材料,引進動力功能和分子機器等,將帶來“無限機遇”。

費林加和團隊專注合成有機化學多年,主要範疇包括納米技術和新功能材料,如分子按掣和摩打等。

作為首位分子摩打的研發者,他擁有超過30項專利、出版過逾650篇論文,被引述逾3萬次。2004年他獲選為美國文理科學院的外國榮譽成員及荷蘭皇家科教院的副主席,曾獲得斯賓諾莎獎、名古屋金獎等多個殊榮。

物理學獎得主患腦退化

不記得自己驚世研究

本屆諾貝爾物理學獎得主之一、82歲華盛頓大學榮休教授索利斯獲舊同僚證實患上腦退化症,未必得悉自己獲獎,甚至將令自己得獎的驚世研究忘得一乾二淨。

索利斯的兒子向美聯社表示,父親因病未能接受訪問,但得知獲頒諾獎后感動又榮幸,更為與另外兩位得主霍爾丹和科斯特利茨共同奪獎而高興。

曾與索利斯共事的伯明翰大學教授瓊斯指,索利斯的記憶力嚴重衰退,7月更一度在西雅圖寓所附近失蹤,幸于警方發出尋人啟事后24小時內尋回。瓊斯為這個遲來的諾貝爾獎感到悲哀,“我很懷疑他現在得獎會否一樣開心”。

瓊斯指,索利斯年輕時已才華洋溢,28歲獲伯明翰大學晉升為教授,未滿40歲就成為英國皇家學會會士,因此他以為索利斯會早點得獎。他又指索利斯心思縝密,“你問他問題,他會靜默許久后才作答,而答案通常正確”。

香港中文大學前校長、“光纖之父”高錕在2009年獲頒諾貝爾物理學獎時亦已患上腦退化症。

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