【要闻】获得诺贝尔化学奖的“分子机器”将怎么改变现实生活

本篇文章2404字，读完约6分钟

原标题:获得诺贝尔化学奖的“分子机械”如何改变现实生活_fina

让-皮埃尔·索瓦日教授示范了“索烃”。 这是两个互链的环状分子，是分子机械设计和合成的第一步。 年的诺贝尔化学奖授予了来自法国、美国和荷兰的三位科学家，获奖理由是“分子机械的设计和合成”。 这些机器可以说是“最小机器”，只有人类头发的千分之一大。

现在“分子机械”仅限于实验室的展示，但科学研究者预测有能力发掘这项技术的潜力，成为真正改变人们现实生活的应用。 其中非常重要的应用前景之一是分子机器人在生物体内的自动生成。 例如，比较病毒的机器人有可能将其分子钳子和特定的病毒组合起来，向肿瘤部位集中输送药物。

本报记者的任志方

法国斯特拉斯堡大学教授让·皮埃尔·索瓦日、美国西北大学教授j·弗雷泽·斯托达特、荷兰格罗宁根大学教授伯纳德·l·弗林加共同获得诺贝尔化学奖。

这是用分子级微观尺度设计机器的故事。 这三位获奖者开发了比人类头发丝直径小1000倍的分子机器。 制造分子机器的最初构想可追溯到1950年。 当时，美国着名的物理学家理查德·费曼首次提出将来可以制造小机器实施各种作业。 费曼没有提出分子机器人的具体概念，但从那以后，制造分子机器人成为人类梦想的向往。

这个构想的实现过程很长。 就像这次诺贝尔化学奖获得者之一的j弗雷泽·斯托达特所说，“不是一夜之间就能发生的，需要长期与优秀人才共同努力”。

三位获奖者历经30多年完成了分子机械设计与合成的“三步走”。

第一步，索瓦日成功合成了两个相互按钮“索烃”的环状分子，这两个分子可以相对移动。

第二，斯托特成功地实现了“分子电梯”和可以弯曲金薄片的“分子肌肉”，该“分子肌肉”可以在哑铃状线性分子轴上复盖环状分子，使环状分子围绕该轴上下移动，上升到0.7纳米高。

第三，费林加设计了结构上可以向特定方向旋转的分子马达，该马达长度为28微米，可以旋转马达本身的1万倍的玻璃缸。 有了这三个步骤，分子机器就可以运转了。

短短几十年，科学家们现在根据不同的机制制造了几十种分子机器。 从迅速发展的立场来看，现在的分子机械相当于19世纪30年代的电动机，当时的研究者在实验室骄傲地展示了各种各样的旋转曲柄和车轮，这些东西急速地展示了电气列车、洗衣机、风扇等深刻影响我们生活的一系列电气设备

现在这个行业到达了重要的节点。 如何用现有的分子机器进行有机组合，互相协助运行，才能产生宏观上看起来的效果。 不仅仅是继续探索制造新的分子马达。 就像有轮胎、底盘、发动机、悬架、制动系统等一样，现在的需求不仅是继续寻找更好的发动机，还要组建汽车甚至团队。

一针分子机器人可以实现基因治疗

分子机器还是一个新鲜的概念，但自然界自古以来就广泛存在，人体有各种精巧的分子，最惊人的是核糖体，这许多复杂的分子机器可以把rna上的遗传新闻转化成蛋白质的氨基酸序列。 年，英国曼彻斯特大学教授david leigh领导的团队制作出了像人体细胞核糖一样能够抓住氨基酸进行连接的纳米机器人。

想象一下机器人沿着预定的轨道慢慢前进，有时停下来伸出胳膊收集零件，放在背后特别设计的结构上的情景。 一个位置收集完成后，机器人继续前进，重复此过程，直到根据默认设计收集完所有一系列部件。

如果你不说这条管线实际上只有几纳米，你可能会认为上面画着高科技工厂的场景。 在这种纳米管道中，部件是氨基酸，很多部件与小多肽相连。 这是惊人的分子机器，科学家们像“分子建筑师”一样，通过化学手段读取在活细胞中像机器一样通常发挥功能的生物分子，例如沿着细胞内的微观结构移动的驱动蛋白、基因代码来合成蛋白质

将来分子机器成熟后，可以制造和病毒一样大的分子机器人。 你可以准确地找到特定的细胞，找到目标dna片段，并将其替换为目标dna序列。 这样我们就实现了基因治疗的宿愿。 注射一针分子机器人可以治病。

变身智能职业者直接杀死肿瘤细胞

理查德·费曼的最初设想是，分子机械的重要用途之一是利用纳米机器人手术和局部给药。 “这是一个非常大胆的想法，如果能吞下‘外科医生’，手术会很有趣。”理查德·费曼只需把这个‘外科医生’放入人体血液中，就能到达心脏，检查哪里有问题，拿出刀，像肿瘤一样。

费曼的想法很快出现在科幻电影中。 1966年美国电影《奇幻旅行》( fantastic voyage )讲述了潜水艇舰队如何缩小注入科学家体内，为他做血管手术救了他的命。

50年后，当初的构想还没有成为现实，科学家们还在努力。 有一天，我们期待着使用微型机器人直接使用毒性化疗药物，在不损伤健康组织的情况下治疗肿瘤。

这样的微型机器人，现在医疗行业进行了很多研究的是智能载体系统，这样的系统已经在dna纳米机器人中初步实现了。

根据《科学》杂志去年发表的研究，有研究人员使用dna进行自我组织，形成贝壳状的机器人。 这个机器人内部有两种用于杀死癌细胞的蛋白质药。 而且机器人本身具有细胞型识别的器件，能够识别哪个是癌细胞哪个是正常细胞。

接触正常细胞为闭状态，这样蛋白药不接触细胞，不会对细胞造成伤害。 但是接触癌细胞后，纳米机器人在用自己的识别元件识别癌细胞的同时，像变形金刚一样改变自己的形状，暴露药物，杀死细胞。

本文包含的复印件、照片、音视频资料，版权是齐鲁晚报的全部，任何媒体、网站或个人不得未经许可转载，违者依法追究责任。

网民给这篇稿子评分的平均分是:

关于会议，我想体制内的所有人都知道内容，都有发言权。 虽然有些会议很多，冗长无味，但是会议还有一些有趣的细节，让人们在茶余饭后津津有味。

你们可以进北京留钱，留汗，但不要打扰这个城市。 世上有只便宜不吃亏的事情吗？

在我们的社会里，具有公司精神的企业家不是太多，而是太少。 从这个意义上来说，张锐的死，是社会的损失。 但是，善待社会的最好方法只有越来越多的人努力成为更好的张锐。