諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Ben L. Feringa教授做客第137期大師講壇
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Ben L. Feringa教授做客第137期大師講壇
2019-11-01
? 10月30日，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主、荷蘭皇家科學(xué)院副院長(zhǎng)、美國(guó)科學(xué)院、美國(guó)藝術(shù)和科學(xué)院外籍院士Ben L. Feringa教授在陳瑞球樓100報(bào)告廳做客第137期大師講壇，為交大師生帶來(lái)題為“The Art of Building Small(構(gòu)筑微觀世界的奧妙)”的精彩報(bào)告。
? 在報(bào)告開(kāi)始之前，上海交通大學(xué)授予Feringa教授“名譽(yù)教授”稱號(hào)。上海交通大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)丁奎嶺院士為他頒發(fā)了證書并合影留念，在場(chǎng)的老師及同學(xué)共同見(jiàn)證了這一重要時(shí)刻。
? 講座一開(kāi)始，F(xiàn)eringa教授先以生動(dòng)有趣的語(yǔ)言向大家講述了他的科研探索之路，從兒時(shí)對(duì)自然的好奇與探索，到從事科學(xué)研究后設(shè)計(jì)了第一個(gè)屬于自己的分子，再到成為世界頂尖的科學(xué)家。他認(rèn)為科學(xué)研究是永無(wú)止境的，需要研究人員之間相互合作以及對(duì)未知世界探索的熱情。緊接著，他以多種多樣的生物納米材料為引，概述了它們?cè)诳咕?、癌癥治療等領(lǐng)域的應(yīng)用。隨后，他結(jié)合課題組的研究背景，對(duì)分子機(jī)器中分子開(kāi)關(guān)及分子馬達(dá)的研究進(jìn)行了介紹。長(zhǎng)久以來(lái)，化學(xué)家們一直致力于合成人工分子馬達(dá)以求模擬生物功能，并擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。對(duì)于分子馬達(dá)來(lái)說(shuō)，重要的是如何控制他們的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)的方向。作為分子馬達(dá)領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)者，F(xiàn)eringa教授著重對(duì)光驅(qū)動(dòng)分子馬達(dá)的設(shè)計(jì)、原理以及功能進(jìn)行了闡述。他們利用光能驅(qū)動(dòng)分子進(jìn)行單向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了分子馬達(dá)的定向運(yùn)動(dòng)。并且能夠?qū)饣瘜W(xué)順?lè)串悩?gòu)變化和同步運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)能壘進(jìn)行精準(zhǔn)操控，實(shí)現(xiàn)了分子馬達(dá)不同部分的耦合運(yùn)動(dòng)。此外，他們還利用小分子光響應(yīng)分子馬達(dá)的多級(jí)超分子自組裝體，實(shí)現(xiàn)了類似肌肉的運(yùn)動(dòng)，研究出了一條“人造肌肉線”。該超分子肌肉系統(tǒng)展示了其獨(dú)特的光致動(dòng)性能，將分子層面的運(yùn)動(dòng)放大到宏觀層面，并且在空氣中也可以進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，為分子機(jī)器的實(shí)際應(yīng)用打開(kāi)了一扇門。
? Feringa教授在對(duì)報(bào)告進(jìn)行了總結(jié)時(shí)提到，分子機(jī)器領(lǐng)域正在蓬勃發(fā)展，未來(lái)在包括智能藥物、軟體機(jī)器人、智能材料等領(lǐng)域都有著非常廣闊的前景。同時(shí)，他對(duì)青年學(xué)生寄予了深切的期望，鼓勵(lì)大家要勇于追逐自己的夢(mèng)想、保持自信、挖掘自己的潛力、對(duì)科研探索始終保持熱情。
?? 在問(wèn)答環(huán)節(jié)中，F(xiàn)eringa教授回答了有關(guān)科學(xué)與自然之間的關(guān)聯(lián)、光照的組織穿透能力、分子機(jī)器如何在既定軌道上運(yùn)動(dòng)，以及分子馬達(dá)在單體和聚集狀態(tài)下的性質(zhì)差別等問(wèn)題。他的回答解答了同學(xué)們心中的疑惑，也激勵(lì)著同學(xué)們?cè)诳蒲械牡缆飞侠^續(xù)努力前行。
? 本次講座結(jié)束后，大師講壇組委會(huì)向Feringa教授贈(zèng)送了精心制作的泥塑人像作為紀(jì)念品，以表達(dá)交大學(xué)子對(duì)他到訪由衷的感謝和誠(chéng)摯的祝福。
【嘉賓簡(jiǎn)介】
? Feringa教授1951年出生于荷蘭，1978年獲得荷蘭格羅寧根大學(xué)有機(jī)化學(xué)博士學(xué)位，師從 Hans Wynberg教授，之后加入売牌（Shell）石油公司從事研發(fā)工作。1988年起任荷蘭格羅寧根大學(xué)化學(xué)系教授。2008年被任命為荷蘭皇家科學(xué)院副院長(zhǎng)，同年被荷蘭女王封為騎士。是美國(guó)科學(xué)院、美國(guó)藝術(shù)和科學(xué)院外籍院士。
? Feringa教授主要從事立體化學(xué)、有機(jī)合成化學(xué)不對(duì)稱催化、分子開(kāi)關(guān)、分子馬達(dá)、分子自組裝以及分子納米系統(tǒng)的研究。其研究團(tuán)隊(duì)于1999年報(bào)道了首個(gè)人工合成的分子馬達(dá)，為分子機(jī)器領(lǐng)域的研究提供了嶄新的思路。
? 在學(xué)術(shù)生涯中， Feringa教授在相關(guān)領(lǐng)域多次獲得重要科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)，其中包括Koerber歐洲科學(xué)獎(jiǎng)（2003）荷蘭最高科學(xué)獎(jiǎng)Spinoza獎(jiǎng)（2004）、Paracelsus獎(jiǎng)?wù)拢?008）、手性獎(jiǎng)?wù)拢?009）、英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)有機(jī)立體化學(xué)獎(jiǎng)（2011）、居里夫人獎(jiǎng)?wù)拢?013）等獎(jiǎng)項(xiàng)。2016年，由于在分子機(jī)器研究領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，他與法國(guó)科學(xué)家Jean Pierre Sauvage和美國(guó)科學(xué)家James Fraser Stoddart共同獲得了“諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)”。
【背景介紹】
? 分子機(jī)器，指由分子尺度的物質(zhì)構(gòu)成、能行使某種加工功能的機(jī)器，具有小尺寸、自組裝、僅依靠化學(xué)能或熱能驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)。研究分子機(jī)器具有重大意義，它可以促進(jìn)生物學(xué)的發(fā)展，深入認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)分子機(jī)器機(jī)制；也能夠促進(jìn)合成化學(xué)發(fā)展，開(kāi)發(fā)人造分子機(jī)器。過(guò)去幾十年里，合成化學(xué)家制造了各種各樣的分子機(jī)器，在構(gòu)筑微觀世界的實(shí)踐中取得了驚人的成功。
? Feringa教授是國(guó)際著名的有機(jī)合成化學(xué)家，由于其在分子機(jī)器領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，他與Jean-Pierre Sauvage教授和James Fraser Stoddart爵士共同獲得了2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他的研究團(tuán)隊(duì)于1999年報(bào)道了首個(gè)人工合成的分子馬達(dá)，它在機(jī)械構(gòu)造上能向一個(gè)特定的方向旋轉(zhuǎn)。通過(guò)不斷優(yōu)化，其轉(zhuǎn)速在2014年達(dá)到了每秒1200萬(wàn)轉(zhuǎn)。在另一個(gè)引人注目的研究中，他們把分子馬達(dá)整合到液晶中，通過(guò)分子馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了液晶結(jié)構(gòu)的改變，成功旋轉(zhuǎn)了一個(gè)28微米長(zhǎng)的玻璃棒（比分子馬達(dá)大10000倍），相關(guān)工作發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊Nature上（Nature, 2006, 440, 163）。Feringa教授在研發(fā)分子機(jī)器過(guò)程中所采用的一些突破性步驟形成了一個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu)工具箱，目前已被全世界研究人員在進(jìn)行先進(jìn)的化學(xué)結(jié)構(gòu)創(chuàng)作時(shí)所采用。
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