2014诺贝尔化学奖 _诺贝尔-「四川龙网」

2014年诺贝尔化学奖的获奖名单2014年诺贝尔化学奖的介绍诺贝尔化学奖的研究成果给我们的社会带来了哪些影响？早期的诺贝尔化学奖，对现在的我们最直接的贡献，恐怕就是支撑起了厚厚的教科书：1901 年范德霍夫：化学平衡理论1903 年阿累尼乌斯：电离理论1908 年卢瑟福：提出了新的原子模型，发现了放射性物质1909 年奥斯特瓦尔德：奠定了催化理论和反应动力学理论1912 年格林尼亚：发现格式试剂，大学有机化学中的必学反应1920 年能斯特：奠定了化学热力学的基础。电化学里面著名的能斯特方程就是他1932 年朗格缪尔：表面化学奠基人1936 年德拜：对分子结构进行了深入的研究。现在分子偶极矩的单位就是德拜1950 年狄尔斯和阿尔德：也是有机化学中的必学反应——狄尔斯-阿尔德反应1953 年施陶丁格：正确指出了高分子的长链结构，开创了高分子化学1954 年鲍林：杂化轨道理论。中学化学就开始学， sp, sp2, sp3 等等1956 年欣谢尔伍德和谢苗诺夫：揭示了化学反应的机理1966 年罗伯特·马利肯：创立了分子轨道理论1974 年保罗·弗洛里：系统创立了高分子化学的理论基础。正确给出了多个单体的竞争聚合动力学模型，提出弗洛里—哈金斯溶液理论和弗洛里约定（对高分子中原子位置向量的约定记号），并把排除体积的概念引入高分子。1976 年利普斯科姆：他对硼烷的系统研究挑战了传统的化学键理论，并在此基础上发展了现代理论化学1977 年普利高津：他深入研究了非平衡态，尤其是耗散结构中的热力学。普里高津的研究对社会科学甚至哲学都产生过较大的影响1981 年福井谦一和霍夫曼：他们创立了前线轨道理论（HOMO-LUMO），成为解释化学反应机理的基本理论框架……除了创立学科，作出理论贡献之外，化学对社会直接的贡献也是非常巨大的。因为化学学科一个重大的使命就是不断发现、创造新的物质和材料。直接创造出新物质的化学奖，有著名的齐格勒和纳塔——他们因为发明了齐格勒-纳塔催化剂获得1963 年的化学奖。这个催化剂为什么厉害呢？因为有了它，我们才能合成出高度结晶化的聚乙烯、聚丙烯等塑料。我们现在用的耐微波炉餐盒、耐高温塑料水杯，全部都是用的聚丙烯。玻璃、陶瓷器皿易碎，金属器皿太重。没有齐格勒和纳塔，我们就无法在旅途中轻便地携带食物和水。有机全合成的大师伍德沃德获得了 1965 年的化学奖。他的颁奖词里甚至没有具体的成果，而是称赞他「在有机合成艺术中做出的卓越贡献」。被伍德沃德拿下的天然有机物包括胆甾醇、皮质酮、马钱子碱、利血平、叶绿素、维生素 B12 等等，其中很多都是重要的药物。他不光是依靠自己和自己的团队攻克一个个天然有机物的合成，而且他的全合成思路为全世界的有机化学家拓展了思路。没有伍德沃德的天才贡献，可能到现在，我们都无法获得消费得起的维生素、抗生素和降压药。【2014诺贝尔化学奖】1947 年的化学奖给了罗伯特·罗宾逊。他系统研究了生物碱的结构，搞清楚了吗啡和青霉素的化学结构，并且发明了合成甾类化合物的罗宾逊成环法。这成为全合成甾体药物的关键步骤。很多激素类的消炎药就是甾体药物。2010 年的化学奖给了赫克、根岸英一和铃木章。他们共同发展了钯催化的偶联反应。这是有机合成中形成新的碳-碳键的重要方法。这个领域现在仍然是有机合成中非常活跃的方向。有效的偶联反应是合成新化合物的重要工具。好几年的诺贝尔化学奖都颁给了农业相关的研究成果。其中最重要的就是人工合成化肥。1918 年的化学奖颁给了弗里茨·哈伯。这位普鲁士化学家首次利用化学方法，用氮气和氢气合成了氨气——这使得人类终于能够工业化地大规模把空气中的氮固定下来，变成氮肥。氮是植物生长必须的养分。工业生产的氮肥是开展大规模农业生产的基础保障。他的合作者博施也得到了 1931 年的化学奖。不过，尽管哈伯发明了催化合成氨的方法，这个反应的机理却要在几十年之后才由埃特尔阐明。埃特尔拿了 2007 年的化学奖。1907 年的化学奖颁给了德国化学家毕希纳。他发现即使没有活细胞，酵母的提取物也能够把糖发酵成酒精。1929 年，诺奖颁给了英国化学家哈登和瑞典化学家切尔平。他们俩发现了粮食发酵中的关键：发酵酶。1945 年的化学奖颁给了芬兰化学家维尔塔宁。他发明了青贮饲料的制备方法，解决了全球家畜冬季饲料短缺的难题。他的贡献保证了我们天天有肉吃，天天有奶喝。还有一系列的诺贝尔化学奖颁给了重要的化学仪器和分析技术的发明者。精密的化学分析是化学成为现代科学的重要支柱。没有了定量的化学分析手段，仅靠描述是不能称之为科学的。1922 年化学奖给了阿斯顿。他是质谱仪奠基人之一，和他的老师 J.J.汤姆逊一起发现了同位素，并且精确测量了多种元素同位素的质量。质谱仪是现在应用最广泛的标准化学分析手段之一，它能够精确测量分子的质量，并且辅助判断分子结构。在学术研究中，质谱仪常用来研究新的化学物质；而在工业中，质谱仪和气相或液相色谱连用，成为分析未知样品化学成分的标准手段。甚至在发往外太空的探测器中，质谱仪也常常是标配，用于检测太阳系其他天体的大气以及土壤中的化学成分。1943 年的化学奖给了德海韦西。他发展了 X 射线荧光光谱技术，并首次将放射性同位素用于跟踪生物体内的化学过程。这开创了同位素标记示踪法。这项技术经过发展，现在被广泛应用于各学科之中。1960 年的化学奖给了利比，他将碳-14 断代法广泛应用于地球科学和考古学中。没有这些技术，我们就无从知晓地球上岩石的年龄，也就间接地没办法判断出地球所经历的地质年代。同样，我们也就少了一个判断出土的化石、文物年龄的方法。在医学上，放射性同位素也用于追踪一些重要的生化过程。比如现在体检检查幽门螺杆菌感染的碳-14 法，就是利用幽门螺杆菌对尿素超常的分解能力。测试者服用碳-14 标记的尿素后吹气，如果呼出气体中有较高含量的碳-14 标记的二氧化碳，就说明可能感染了幽门罗杆菌。1948 年的化学奖给了蒂塞利乌斯。他发展了电泳等一系列生化分析的方法，并借此搞清楚了血清蛋白的结构。电泳现在成为生物化学研究的基本分析方法。1952 年的化学奖化学奖给了马丁和辛格。他们发明了分配色谱法，为传统的色谱分析法带来了新生命。基于分配色谱法的原理，人们把色谱分析玩出了很多新花样。其中最为重要的可能要数薄膜层析和气相色谱。薄膜层析法俗称「点板」，让样品在一块涂了硅胶的玻璃薄板上进行层析分离。它的特点是快，方便，因此成为有机实验室中快速检查样品成分和纯度的手段。「点板」和传统的柱层析（俗称「过柱子」）是有机化学家的日常必备操作。气相色谱的出现使得分析气体样品成为可能，极大拓展了色谱分析法的检测能力。1959 年的化学奖给了海罗夫斯基。他发明了极谱分析法。这和伏安法同为电化学中的基本分析方法。1971 年的化学奖给了赫茨伯格。他极大地发展了分子光谱技术，并探明了诸多分子、尤其是自由基的结构。赫茨伯格的光谱技术帮助物理化学家深入研究分子的结构和成键，尤其是那些通常条件下不稳定的分子。因此，人们有能力更清楚的了解化学反应的微观机理，并在实际应用中解释许多大气化学和天体物理学的现象。1985 年的化学奖给了豪普特曼和卡尔。他们发展了 X-射线衍射技术，奠定了解析 X-射线衍射光谱的数学基础。这项技术是解析晶体结构的关键技术。1986 年的化学奖给了赫施巴赫、李远哲和波拉尼。他们发展了研究反应动力学的关键技术：交叉分子束技术和红外化学发光技术。这些实验技术为直接观测化学反应的基本过程提供了基本方法。把交叉分子束技术和分子光谱技术结合起来，我们就有能力搞清楚许多化学反应发生的细节。这对于研究大气化学、天体化学以及化学反应理论都至关重要。1991 年的化学奖给了恩斯特。他的贡献在高分辨核磁共振光谱技术。核磁共振是有机化学中判断化合物结构的最最基础的方法。所有新合成的有机物，都需要依靠核磁共振光谱来判断结构。没有了核磁共振，有机化学家可以说就变成了瞎子。1993 年的化学奖一半给了穆利斯。他发明了大名鼎鼎的聚合酶链式反应（PCR）技术。PCR 技术是低成本复制 DNA 序列的方法。PCR 是现代生物实验室的必备技术。没有 PCR ，我们将很难完成人类基因组的测序工作。我们现在能够以合理的价格享受到各种基因检测服务，比如亲子鉴定、遗传病诊断、以及未来可能会火的精准医疗，都需要仰仗 PCR 。1999 年的化学奖给了齐威尔。他是飞秒化学的代表人物。飞秒激光开创了超快光谱学，可以直接观测到化学反应过程中的反应中间体。超快光谱学成为研究化学反应机理的新武器。2008 年的化学奖给了下村修、沙尔菲和钱永健。他们搞出了一种能发出绿光的荧光蛋白。这种蛋白可以用来标记生物活体内的指定部位，使得生物化学家能够通过荧光直接观测到活体细胞内的结构。这就好比是生物化学中的同位素示踪法。不过，荧光蛋白非常贵就是了，只有土豪才能买得起。2014 年的化学奖给了白兹格、赫尔和莫尔纳尔。他们共同发明了超分辨率荧光显微技术。这时候知乎已经比较壮大了，有很详细的科普，我就不画蛇添足了。最近的 2017 年，化学奖给了迪波什、弗兰克和亨德森。他们发明的是冷冻电镜技术。这是结构生物学（也就是施一公）探测蛋白质结构的强大工具。rr诺贝尔化学奖——朝“绿色化学”前进一大步“他们的成果得奖，是化学界认为理所当然的事情。这不仅是因为他们的科研成果本身非常重要，更重要的是这一成果在生产生活领域有着极其广泛的实际应用，他们的成果推动了有机化学和高分子化学的发展，每天都惠及人类。”中国科学院戴立信院士对今年诺贝尔化学奖得主的获奖成果作出了这样的评价。瑞典皇家科学院10月5日宣布，将今年的诺贝尔化学奖授予美国加州理工学院的罗伯特·格拉布、麻省理工学院的理查德·施罗克以及法国石油研究所的伊夫·肖万，以表彰他们在“有机合成的烯烃复分解反应研究方面作出了贡献。”瑞典皇家科学院将该成果评价为“重要基础科学造福于人类、社会和环境的例证” ，称人类如今每天都在化工生产中应用这一成果，主要是在药物和先进塑料材料的研发上， “烯烃复分解反应是寻找治疗人类主要疾病的药物的重要武器” 。81岁高龄的戴立信院士介绍说，烯烃复分解反应非常重要，这是因为，化学键的断裂与形成是化学研究领域中最基本的问题，研究碳—碳键的断裂与形成规律是有机化学中需要解决的核心问题之一。诺贝尔奖评委会介绍说，几位科学家的获奖成果是“朝着‘绿色化学’方向前进的一大步” 。戴立信解释说，这主要是因为应用该成果一方面提高了化工生产中的产量和效率，同时减少了副产品；另一方面其副产品主要是乙烯，而乙烯是可以再利用的。戴立信介绍说，尽管我国在对烯烃复分解反应本身的研究方面与世界水平尚有差距，但是在利用该反应的研究方面则已经取得了诸多成果。戴立信非常高兴地介绍说， “格拉布是我们中科院上海有机化学研究所的名誉教授，他曾经多次来华访问，与我们有着非常良好的学术交流。”在今年获奖的三位科学家中，肖万和施罗克的贡献主要体现在烯烃复分解反应的基本原理方面，格拉布继承和发展了他们的成果。戴立信认为，将诺贝尔化学奖同时授予三人， “体现了诺贝尔奖评选的原则，就是记住那些在基础研究方面作出巨大贡献的科学家。”

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