量子点！2023年诺贝尔化学奖揭晓，详细解读来了
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图片来源：诺贝尔奖委员会官网
北京时间10月4日17时45分许，在瑞典首都斯德哥尔摩，瑞典皇家科学院宣布，将2023年诺贝尔化学奖授予美国麻省理工学院教授蒙吉·G·巴文迪（Moungi G. Bawendi）、美国哥伦比亚大学教授路易斯·E·布鲁斯（Louis E. Brus）和俄罗斯固态物理学家阿列克谢·伊基莫夫（Alexey I. Ekimov），以表彰他们在量子点的发现和发展方面的贡献。
获奖理由
2023年诺贝尔化学奖授予“发现和合成量子点”（for the discovery and synthesis of quantum dots）。
他们为纳米技术埋下了重要的种子
NOBEL PRIZE
The Nobel Prize in Chemistry 2023 rewards the discovery and development of quantum dots, nanoparticles so tiny that their size determines their properties. These smallest components of nanotechnology now spread their light from televisions and LED lamps, and can also guide surgeons when they remove tumour tissue, among many other things.2023年诺贝尔化学奖奖励量子点的发现和发展，量子点是非常微小的纳米粒子，它们的大小决定了它们的性质。这些纳米技术的最小组成部分不仅应用在电视和LED灯中，还可以指导外科医生切除肿瘤组织，以及其他许多事情。
Everyone who studies chemistry learns that an element’s properties are governed by how many electrons it has. However, when matter shrinks to nano-dimensions quantum phenomena arise; these are governed by the size of the matter. The Nobel Laureates in Chemistry 2023 have succeeded in producing particles so small that their properties are determined by quantum phenomena. The particles, which are called quantum dots, are now of great importance in nanotechnology.
“Quantum dots have many fascinating and unusual properties. Importantly, they have different colours depending on their size,” says Johan Åqvist, Chair of the Nobel Committee for Chemistry.
Physicists had long known that in theory size-dependent quantum effects could arise in nanoparticles, but at that time it was almost impossible to sculpt in nanodimensions. Therefore, few people believed that this knowledge would be put to practical use.
However, in the early 1980s, Alexei Ekimov succeeded in creating size-dependent quantum effects in coloured glass. The colour came from nanoparticles of copper chloride and Ekimov demonstrated that the particle size affected the colour of the glass via quantum effects.
A few years later, Louis Brus was the first scientist in the world to prove size-dependent quantum effects in particles floating freely in a fluid.
In 1993, Moungi Bawendi revolutionised the chemical production of quantum dots, resulting in almost perfect particles. This high quality was necessary for them to be utilised in applications.
Quantum dots now illuminate computer monitors and television screens based on QLED technology. They also add nuance to the light of some LED lamps, and biochemists and doctors use them to map biological tissue.
Quantum dots are thus bringing the greatest benefit to humankind. Researchers believe that in the future they could contribute to flexible electronics, tiny sensors, thinner solar cells and encrypted quantum communication – so we have just started exploring the potential of these tiny particles.
获奖人详细信息
NOBEL PRIZE
Moungi G. Bawendi，1961年生于法国巴黎。1988年博士毕业于美国芝加哥大学。美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院(MIT)教授。
Louis E. Brus, 1943年生于美国俄亥俄州克利夫兰。1969年美国纽约哥伦比亚大学博士。美国纽约哥伦比亚大学教授。
Alexei I. Ekimov, 1945年出生于前苏联。1974年获得俄罗斯圣彼得堡约菲物理技术学院博士学位。曾任美国纽约纳米晶体技术公司首席科学家。
01
“梅开二度”
他让化学变得更酷！
在诺贝尔奖百年历史上，共有五位两次获奖的人。美国化学家卡尔·巴里·夏普莱斯就是其中一位。他既是第五位两次获诺奖的人，也是第二位在化学奖上“梅开二度”的获奖者。资料图：美国化学家卡尔·巴里·夏普莱斯。2001年，夏普莱斯因在“手性催化氧化反应”方面的贡献，与美国化学家威廉·诺尔斯、日本化学家野依良治共同获得当年的诺贝尔化学奖。2022年，81岁的他因在“点击化学和生物正交化学”方面所做出的贡献，再次获得当年的诺贝尔化学奖。一同获奖的，还有美国化学家卡罗琳·露丝·贝尔托西和丹麦化学家摩顿·梅尔达尔。两次斩获诺贝尔化学奖的夏普莱斯，从小就不那么循规蹈矩。几十年间，他常常沉浸于自己天马行空的化学世界中，在攀登科研高峰的长途跋涉中，展现出超凡的魄力。据夏普莱斯的教授回忆，自己这位学生不仅喜欢化学的方方面面，而且看见什么就能记住什么。后来，进了实验室，夏普莱斯全身心投入研究当中，对各种化学品的细节甚至味道，都可以分辨得一清二楚。有一次，夏普莱斯在麻省理工学院谈论不对称催化方面的研究时，突然开始思索其他问题，即兴转向天马行空的讲述。与会听众大眼瞪小眼，对他在演讲上竟然如此走题颇感诧异，觉得这位“天才”是不是“疯了”。“他真的是一位科学界的‘老顽童’。”对于自己的导师，夏普莱斯的学生如是评价，“他的脑子里只有学术，只关心如何能让化学变得更酷。”不同于大多数从事基础研究的学者，夏普莱斯格外钟情于实用化学。在辉煌的职业生涯中，他一直以设计催化剂而闻名，终生致力于探索实用性新化学反应，和寻找选择性控制化学反应的一般方法。正是这种对科学的沉浸式钻研精神，赋予了夏普莱斯在学术道路上前行的巨大力量，支撑他在耄耋之年，仍能再攀化学研究的高峰。
02
“把复杂问题变简单”
他们是奇迹创造者
数十年来，化学奖的科研成果早已融入人类社会的进步历程中。有利于解决人类疑难复杂问题、改善人类生存状态的化学奖成果，不胜枚举。基于夏普莱斯在手性催化氧化反应方面的研究，近年来，药物学家成功合成了几十种关键性的创新药物，包括一系列治疗心脏病、癫痫等疾病的药物，直到现在仍在挽救成千上万人的生命。实际上，长期以来，构建越来越复杂的分子，是化学家们一直渴望达到的成果。2022年的诺贝尔化学奖成果“点击化学”，成功把药物分子的合成难度大大降低，被诺贝尔官网称赞“将化学带入了功能主义时代，为人类带来了伟大的效益”。资料图：2018年诺贝尔化学奖得主弗朗西斯·阿诺德展示其签名的椅子。同样运用化学研究成果造福人类的，包括2018年诺贝尔化学奖的弗朗西斯·阿诺德、乔治·史密斯和格雷戈里·温特利。他们研发出控制进化过程的方法，利用噬菌体展示技术生产的抗体，能够对抗自体免疫疾病，在有些情况下甚至能治愈转移性癌症。他们是化学领域的奇迹创造者，更是突破时代发展的引领者。而这样的突破，每年都在发生，消除疾病、拯救生命、改善环境……这些在化学园地不断耕耘的诺奖得主，为人类社会带来了巨大福祉。
03
硕果累累
盘点近十年获奖者
自1901年至2022年，诺贝尔化学奖共颁奖114次，有191位获奖者。以下是近10年来获奖者名单及其主要成就：2022年：卡罗琳•露丝•贝尔托西(美)、摩顿•梅尔达尔(丹麦)和卡尔•巴里•夏普莱斯(美)，因在点击化学和生物正交化学方面所做出的贡献获奖。资料图：美国化学家卡尔·巴里·夏普莱斯。2021年：戴维·麦克米伦（美）和本亚明·利斯特（德）因在不对称有机催化研究方面的进展获奖。2020年：埃曼纽尔·卡彭蒂耶(法)和詹妮弗·杜德纳(美)，因在基因编辑技术方面的贡献获奖。2019年：约翰·古迪纳夫(美)、斯坦利·惠廷厄姆(美)和吉野彰(日)，因在锂电池研发领域做出的贡献分享诺奖。2018年：诺贝尔化学奖授予弗朗西斯·阿诺德(美)、乔治·史密斯(美)和格雷戈里·温特利(英)，以表彰他们在酶的定向演化，以及用于多肽和抗体的噬菌体展示技术方面取得的成果。2017年：约阿希姆·弗兰克(德/美)、理查德·亨德森(英)和雅克·杜博歇(瑞士)获奖，他们发展了冷冻电子显微镜技术，以很高的分辨率确定了溶液里的生物分子结构。2016年：让-皮埃尔·索维奇(法)、弗雷泽·斯托达特(英)和伯纳德·费林加(荷)三位科学家因“设计和合成分子机器”获奖。2015年：托马斯·林达尔(瑞典)、保罗·莫德里奇(美)、阿齐兹·桑贾尔(土耳其/美)，因在基因修复机理研究方面所做出的贡献获奖。2014年：埃里克·贝齐格(美)、威廉·莫纳(美)、斯特凡·黑尔(德)，因研制出超分辨率荧光显微镜获奖。2013年：马丁·卡普拉斯(美/奥地利)、迈克尔·莱维特(英/美)、阿里耶·瓦谢勒(美/以色列)分享诺奖，三人在开发多尺度复杂化学系统模型方面做出贡献。
近3年诺贝尔化学奖得主
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01
2022年诺贝尔化学奖授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西（Carolyn R. Bertozzi）、丹麦化学家摩顿·梅尔达尔（Morten Meldal）和美国化学家卡尔·巴里·夏普利斯（K. Barry Sharpless），以表彰他们在点击化学和生物正交化学研究方面的贡献。
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02
2021年诺贝尔化学奖授予德国科学家本杰明·李斯特 (Benjamin List) 和美国科学家戴维·麦克米伦 (David MacMillan)，以表彰他们对不对称有机催化的发展所作出的贡献。
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03
2020年诺贝尔化学奖授予埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德纳（Jennifer A. Doudna），以表彰她们在“凭借开发基因组编辑方法”方面作出的贡献。
关于诺贝尔化学奖的小知识
自1901年到2022年为止，诺贝尔化学奖一共颁发了114次，其中1916年、1917年、1919年、1924年、1933年、1940年、1941年和1942年没有颁奖。
共有191人次获得了这一奖项，其中英国生物化学家弗雷德里克·桑格和美国化学家卡尔·巴里·夏普莱斯两人获得两次。
最年轻的获奖者是法国科学家弗雷德里克·约里奥·居里，1935年获奖时为35岁，和他同时获奖的还有他的妻子伊雷娜·约里奥-居里（居里夫人的长女）。夫妇二人因在合成新型放射性元素方面有突出贡献，而被同时授予诺贝尔化学奖。
最年长的获奖者是2019年获奖的美国化学家约翰·古德伊纳夫，获奖时已经97岁。“足够好爷爷”今年6月25日去世，享年100岁。他也是诺贝尔奖所有获奖者中年纪最大的一位。
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