2016年诺贝尔化学奖工作简介
Jean-PierreSauvageSirJ.FraserStoddartBernardL.Feringa
(1944-)(1942-)(1951-)
2016年诺贝尔化学奖授予法国科学家Jean-PierreSauvage（让-皮埃尔·索维奇）、英国科
学家SirJ.FraserStoddart（弗雷泽·斯托达特）、荷兰科学家BernardL.Feringa（伯纳德·费林
加）这三位科学家，以表彰他们在分子机器设计与合成领域的贡献。其中，Feringa院士为
华东理工大学客座教授、诺贝尔奖科学家联合研究中心外方主任，2018年5月上海市政府
给他颁发了中国永久居留身份证。
分子机器(MolecularMachine)是指在分子层面的微观尺度上设计开发出来的机器，在
向其提供能量时可移动执行特定任务。诺贝尔奖评选委员会在声明中说，这三位获奖者发明
了“世界上最小的机器”，将化学发展推向了一个新的维度。
据介绍，三位获奖者完成了分子机器设计与合成的“三步走”：第一步，Sauvage成功地
合成了一种名为“索烃”(Catenane)的两个互扣的环状分子，而且这两个分子能够相对移
动；第二步，Stoddart合成了“轮烷”(Rotaxane)，即将一个环状分子套在一个哑铃状的线形
分子轴上，且环状分子能围绕这个轴上下移动，并成功实现了可以上升高度达0.7nm的“分
子电梯”和可以弯折黄金薄片的“分子肌肉”；第三步，费林加设计出了在构造上能向一个
特定方向旋转的分子马达(MolecularMotor)，这个马达可以让一个28μm长、比马达本身大
1万倍的玻璃缸旋转起来。有了这三步，分子机器就可以动起来。
评选委员会表示，就像19世纪30年代，当电动马达被发明出来时，科学家未曾想过它
会在电气火车、洗衣机、电风扇上等被广泛运用。而分子机器正如当年的电动马达一样，未
来很有可能被应用于开发新材料、新型传感器和能量存储系统等。
三位科学家开创出了分子机器发展的道路，因此诞生了一系列化学结构，并成成了全世
界研究者用于进一步创作的工具箱。其中最令人震撼的例子，是2013年以轮烷为基础构建
的一个可抓取并连接氨基酸的分子机器人。
目前，其他研究者已经在将分子马达与长聚合物相连，从而使之形成精细纠缠的网络。
当光照射到分子马达时，它们会将聚合物缠绕成混乱的一捆。通过这种方式，光能就被存储
于分子中。假如研究人员能找到方法重新利用这些被存储的能源，就能开发出新型的电池。
当分子马达缠起聚合物时，这种材料还会缩小，因此可开发为光控的传感器。