世界上最小的机器零件！单位纳米！原来是他造的！

现在先播报一则简讯。（新闻联播脸）

瑞典皇家科学院2016年10月5日宣布，将2016年诺贝尔化学奖授予让-皮埃尔·索瓦日、弗雷泽·斯托达特、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。诺贝尔委员会授予奖项时，称赞他们仨做了项了不起的研究，“让分子系统脱离平衡状态，转变为充满能量但又可控的运动状态”。

神马？打开方式不对？放心，今天小编不是要搞懵泥萌哒！

只是来介绍一下，其中贡献最大(也是头发最少)的一位——弗雷泽·斯托达特教授。对，就是中间这哥们！

斯托达特教授的贡献，要追溯到25年前——他在1991年时合成的轮烷。这玩意的结构是一个环状分子套在了一个线形分子轴上。除此之外，他还证明了环状分子能围绕分子轴转动。

很抽象？那就看图吧，这个世界上最小的机器......的零件......是酱婶滴！

轮烷诞生后，分子升降机、分子肌肉、轮烷基芯片等等一系列充满革新意味的新鲜玩意儿也就陆续来到地球上造福人类了！你们感受下.......

现在，我们就说说这位斯托达特大叔吧！

谈起老同事，加州大学洛杉矶分校化学与生物化学系主任凯瑟琳·克拉克教授说道：“弗雷泽·斯托达特是世界上最有创新精神的有机化学家之一了，他能获得诺贝尔奖绝对是当之无愧的事情。40多年来，他不断在他的研究领域创新，始终站在科学的最前沿。”

斯托达特的研究领域包括了分子电子学和人工合成分子机器。分子电子学里会研究纳米级的分子，这在电脑开关和其他的电子器件中都会用到。人工合成分子机器呢，则会用到线性分子马达、纳米化疗机械和纳米电磁机械。从这就看得出来斯托达特研究的东西都很袖珍——最小的只有一纳米（十亿分之一米），最大的也只有几百纳米而已。（回头看看前面那个分子升降机，只有0.7个纳米！）

在加州大学洛杉矶分校任职期间，斯托达特就曾说过：“大概二十五年前，我的梦想就是有一天能做出那些小玩意儿，如今终于通过纳米技术实现了。”那时，他是弗雷德·卡夫利研究院纳米系统科学院的主席，同时还是加州大学洛杉矶分校纳米系统研究所的所长。如今他已成为了该校化学与生物化学系的荣誉退休教授。

如今已经白发苍苍的斯托达特教授......

斯托达特和加州大学洛杉矶分校的同事在2007年时就一起把分子组合成了既复杂又精细的结构，最终成功研制出了一种超高密度的信息存储设备，而这种设备就用到了可重组的分子开关。有了他们的技术铺垫，人类又向分子电脑的世界迈了一大步。要知道，分子电脑和现在的以硅为基础材料的电脑相比，体型会更小巧、性能也可能会更好。

分子开关各元件的相对运动是可以控制的，在这方面的设计和制造领域，斯托达特在加州大学洛杉矶分校的研究团队绝对是名副其实的“领头羊”。

“斯托达特当时就说：“分子元件是能用在存储、计算或代替其他电子元件上的，而这方面的研究发展前景不可估量。长久以来，人们一直梦想着在信息存储技术中利用分子技术，而分子开关的研究恰恰是这个梦想得以实现最重要的一环。”

当今通用的集成电路芯片：神马？我要下岗啦？

这位献身科学的老教授，也是一个深情的男人。加州大学洛杉矶分校里有一个“诺尔玛·斯托达特学术卓越奖”，正是以斯托达特已故的妻子命名的。诺尔玛曾是一位杰出的生物化学家，并在斯托达特的实验室里做了很长时间的顾问和经理。斯托达特家族于2004年出资成立该奖项，2011年开始颁发。后来的每一年里，斯托达特都会回到加州大学洛杉矶分校，为一位化学与生物化学系的博士应届毕业生颁奖。

斯托达特的研究其实都有一个共同的指向，就是在自组装和化学系统中的分子认知领域探索更多。他对这方面的认识也得以在这种专注中不断深入，积累得也愈加愈多。在这样的过程中，他最终用模板法开发出了分子开关和分子马达。

化学合成的模板法其实怎么理解呢？早在20世纪90年代，斯托达特和他的研究团队就用连锁分子环创作出了像奥运五环一样的结构。这个结构只有4纳米，直径约有1.5纳米。后来，斯托达特和同事们一起在加州大学洛杉矶分校又有了新的突破——合成了机械互锁型分子，这种分子看起来就像是一具有着四肢的穿着连体装的躯干。

谈到机械互锁型分子时，斯托达特说：“因为每一部分都要与其他部分完全匹配，这就需要考虑它们的形状、大小，以及连接的地方，而一旦确定了分子间连接处怎么处理，构建人工活细胞系统的前奏就奏响了。"

神奇的机械互锁型分子

斯托达特和同事们在2006年时就一起设计并制造出了一种靠太阳光能就可以提供动力的纳米级尺寸的分子发动机。那时他还专门列了个清单，上面都是分子发动机可能会派上用场的地方，比如纳米电子学、分子电脑，还有可以用来输送抗癌药物和其他药物的纳米阀门。

这是个人体天然的分子发动机.......

斯托达特和他的团队还开发出了一系列纳米机器：有可以任意开关的纳米阀门——介孔玻璃中捕获了分子后，需要的时候释放分子就可以了；有能为分子机器提供纳米级电源的分子太阳能电池；还有一种功能类似于纳米电梯的人工分子机器，这可是那时候设计最复杂的纳米机器之一了。

在1997年加入加州大学洛杉矶分校前，斯托达特是英国伯明翰大学的有机化学教授；自1993年后，他就在这所大学化学学院担任院长了。

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发布媒体：好百科 作者：公子大白