台灣諾貝爾化學獎 相關
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- 2023年諾貝爾化學獎於台灣時間10月4日（三）傍晚公布，本次獎項頒發給發現並合成量子點（Quantum dots）的蒙吉．G．巴文迪（Moungi G. Bawendi）、路易斯．E．布魯斯（Louis E. Brus）、阿列克謝．葉基莫夫（Alexei I. Ekimov）三位科學家。
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夏普萊斯和梅爾達爾為何獲得諾貝爾化學獎?
夏普萊斯 (Barry Sharpless) 和 梅爾達爾 (Morten Meldal) 獲頒2022 年的諾貝爾化學獎，因為他們將化學帶入了功能主義 (functionalism) 時代，並奠定了點擊化學的基礎。 他們與 貝爾托西 (Carolyn Bertozzi) 分享了這個獎項，後者將點擊化學 (click chemistry) 提升到了一個新的維度，並開始使用它來描繪細胞。 她的生物正交化學反應，現在正協助發展更有針對性的癌症標靶治療，以及許多其它應用 。 自從十八世紀現代化學誕生以來，許多化學家就以自然為榜樣，生命本身就是大自然創造化學複雜性的至上能力之終極證明。 在植物、微生物和動物中發現的宏偉分子結構，促使研究人員嘗試以人工方式構建相同的分子。
蔡蘊明 現為臺大化學系名譽教授。 感謝臺大化學系的 蔡明軒 幫忙將此文放上化學系的網頁，以及版面設計。 他們將色彩放入了奈米科技. 巴汶帝 ( Moungi G. Bawendi) 、 布魯斯 ( Louis E. Brus) 和 艾吉莫夫 ( Alexei I. Ekimov) 因發現和開發量子點而榮獲2023 年諾貝爾化學獎。 這些微小顆粒具有獨特的性質，現在已經可以透過電視螢幕和 LED 燈傳播它們的光芒。 它們催化化學反應，其清晰的光可以為外科醫生照亮腫瘤組織。 圖一 量子點為我們創造色光提供了新的機會。 「 托托 ，我有一種感覺，我們已經不在堪薩斯了，」這是電影《綠野仙蹤》中的一句經典台詞。
2023年10月6日 · 2023年諾貝爾化學獎於台灣時間10月4日（三）傍晚公布，本次獎項頒發給發現並合成量子點（Quantum dots）的蒙吉．G．巴文迪（Moungi G. Bawendi）、路易斯．E．布魯斯（Louis E. Brus）、阿列克謝．葉基莫夫（Alexei I. Ekimov）三位科學家。 由於量子點具有量子效應的特性，依據尺寸差異會產生不同顏色，因此在光電產業、QLED螢幕、甚至是柔性電子材料的範圍上，都有極大的應用潛力。 圖片來源：Johan Jarnestad/The Royal Swedich Academy of Sciences. 圖一｜量子點為我們創造各色光提供了新的可能性。
2023年10月4日 · 2023年諾貝爾化學獎將於台灣時間4日下午5點45分正式揭曉，素有諾貝爾風向球之稱的科睿唯安（Clarivate）「引文桂冠獎」（Citation Laureates）今年則將化學獎頒給3大領域的8位學者，以下為整理報導。 另外，台灣前中研院院長翁啟惠也被視為是熱門人選。 詹姆斯•柯林斯（James J. Collins）、邁克爾•埃洛維茨（Michael...
- 精細化學的新工具
- 催化劑加速化學反應
- 催化劑產生塑膠、香水和美味的食物
- 生命的催化劑以驚人的精確度運作
- 李斯特跨出了盒外來思考…
- …產生具有革命性的結果
- 李斯特確定了自己的未來
- 麥克米蘭將敏感的金屬拋諸腦後…
- …開發了一種型式更簡單的催化劑
- 麥克米蘭創造了有機催化一詞
化學家添加到工具箱中的每一個新工具，都漸漸地提高了他們建構分子的精確度。緩慢但確實地，化學已經由用在石頭上的鑿子發展出許多精細的技藝。這對人類實在大有助益，而其中一些工具已經獲得諾貝爾化學獎的肯定。 獲得2021年諾貝爾化學獎的發現，已經將分子的建構拉到一個全新的水平。它不僅使化學更為環保，而且更容易製造不對稱分子。在化學分子的構築過程中，經常會出現一種狀況，就是可以形成兩種分子 — 就像我們的手一樣 — 是彼此的鏡像。尤其是在製造藥品時，化學家經常希望只得到這兩個鏡像中的一個，但卻很難找到有效的方法來做到這一點。李斯特和麥克米蘭為此研發出的概念 — 不對稱有機催化 — 既簡單又出色。實際上很多人都很納悶，為什麼我們沒有早點想到它。 真的，為什麼呢？這不是一個容易回答的問題，但在我們嘗試之前...
在十九世紀，當化學家開始探索不同化學物質相互反應的方式時，他們有了一些奇怪的發現。例如，如果他們將銀放入含有過氧化氫（H2O2）的燒杯中，過氧化氫會突然開始分解成水（H2O） 和氧氣 (O2)。但是促發這個過程的銀，似乎完全不會受到反應的影響。類似的，從發芽的穀物中獲得的一種物質，則可以將澱粉分解成葡萄糖。 1835年，著名的瑞典化學家貝吉里斯(Jacob Berzelius) 開始注意到其中的規律。在皇家瑞典科學院年度報告中，敘述物理和化學的最新進展時，他寫到了一種可以“產生化學活性”的新“力”。他列舉了幾個例子，其中只要有某一種物質的存在，就可讓化學反應發生，並指出這種現像似乎比以前認知的要普遍得多。他認為這種物質具有一種「催化力」，並稱這種現象為「催化作用」。
自貝吉里斯時代以來，大量的汗水流過了化學家的吸管，他們已經發現許多種催化劑，可以分解分子或將它們連接在一起。多虧了這些催化劑，他們現在可以開發出我們日常生活中使用的數千種不同的物質，例如藥品、塑膠、香水和食品調味劑。事實是，估計有世界GDP總量的35%，在某種程度上涉及化學催化。 原則上，西元2000年之前發現的所有催化劑都屬於以下兩類之一：它們若不是金屬那就是酵素。金屬通常是極好的催化劑，因為它們具有特殊的能力，能在化學反應過程中暫時容納電子或將它們提供給其它分子。這有助於鬆開分子中原子間的鍵結，因此使得尋常時候很強的鍵結可以被打破，形成新的鍵結。 然而，一些金屬催化劑的問題是它們對氧氣和水非常敏感。因此，要使這些試劑正常運作，它們需要一個無氧和無濕氣的環境，而這在大規模的產業界很難實現。...
第二種形式的催化劑屬於一些稱為酵素(或酶)的蛋白質。所有的生物都具有數以千計的不同酵素，來驅動生命所必需的化學反應。其中有許多酵素是不對稱催化方面的專家，原則上，總是只生成兩個可能的鏡像中的一個。它們也並肩工作；當一個酵素完成反應時，另一個就會接管。通過這種方式，它們能以驚人的準確度建構複雜的分子，例如膽固醇、葉綠素或稱為番木虌鹼(strychnine) 的毒素，它是我們知道的分子中最複雜的物質之一（我們將回到這一點）。 由於酶是如此有效的催化劑，1990年代的研究人員試圖開發新的酵素變體，以驅動人類所需的化學反應。一個致力於此領域的，是總部設在美國加利福尼亞州南部的斯克里普斯(Scripps)研究所中，由已故的巴爾巴斯三世 (Carlos F. Barbas III) 所領導的研究小組。李...
李斯特在研究催化抗體 (catalytic antibodies)。通常情況下，抗體會附著在外來病毒或我們體內的細菌之上，但斯克里普斯的研究人員重新設計了它們，使得它們反而可以驅動化學反應。 在研究催化抗體期間，李斯特開始思考酵素實際上是如何的運作。它們通常是由數百個胺基酸所構成的巨大分子，除了這些胺基酸，很大一部分的酵素也含有能幫助驅動化學反應的金屬。但是—這就是重點— 許多酵素在沒有金屬幫助的情況下，也能催化化學反應。此外，反應只是由酶中的一個或幾個單獨的胺基酸所驅動的。李斯特跳脫出盒外所問的問題是：胺基酸是否必須是酶的一部分才能催化一個化學反應？或者一個單獨的胺基酸或其它類似的簡單分子，是否也可以達成同樣的工作？
他知道1970年代初就有人研究過，用一種名為脯胺酸的胺基酸作為催化劑 — 但那是25多年前的事了。當然，如果脯胺酸真的是一種有效的催化劑，當然有人會繼續研究它吧。 這或多或少是李斯特的想法；他認為沒有人繼續研究這一現像的原因，是發現效果不是特別好。 在沒有任何真正的期待下，他測試了脯胺酸是否可以催化一種「醛醇反應」(aldol reaction)，將其中來自兩個不同分子的碳原子結合在一起。這只是一個簡單的嘗試，但令人驚訝的是，它立即奏效。
通過他的實驗，李斯特不僅證明了脯胺酸是一種有效的催化劑，而且還認為這種胺基酸可以驅動不對稱催化反應。在兩個可能的鏡像產物中，其中的一個比另一個更易生成。 與之前測試脯胺酸作為催化劑的研究人員不同，李斯特了解它可能具有的巨大潛力。與金屬和酵素相比，脯胺酸是一個化學家夢幻的工具。它是一種非常簡單、廉價且環保的分子。當他在2000年2月發表他的發現時，李斯特將使用有機分子進行的不對稱催化，描述為一個具有很多機會的新穎概念：“這些催化劑的設計和篩選是我們未來的目標之一”。 不過他並不孤單，在加利福尼亞北部的一個實驗室裡，麥克米蘭也在朝著同樣的目標努力。
兩年前，麥克米蘭剛從哈佛搬到加州大學伯克萊分校。他在哈佛曾致力於改善使用金屬的不對稱催化反應，那是一個受到許多研究人員關注的領域，但麥克米蘭注意到，為何研究人員開發的催化劑在工業界卻很少使用？他開始思考原因，並認為那是因為敏感的金屬使用起來很困難，而且太貴了。一些金屬催化劑所要求的無氧無濕氣的條件，在實驗室中運作相對簡單，但要在這種條件下進行大規模工業製造是很複雜的。 他的結論是，如果要讓他正在開發的化學工具有用，他需要一個新的思維。所以，當他搬到伯克萊時，他把金屬拋在腦後。
取而代之，麥克米蘭開始設計簡單的有機分子 —就像金屬一樣 — 可以暫時提供或容納電子。在這裡，我們需要定義什麼是「有機分子」 — 簡而言之，那是建構所有生物的分子。他們擁有一個穩定的碳原子骨架，各種活性化學基團可附著在這個碳骨架上，它們通常含有氧、氮、硫或磷。 因此，有機分子是由簡單而常見的元素組成，但是，取決於它們是如何組合在一起的，它們可以具有複雜的性質。麥克米蘭的化學知識使得他認為，若要用有機分子來催化他感興趣的反應，它需要能夠形成一個「亞胺離子」(iminium ion)，這個離子包含了一個氮原子，而且對電子具有天生的親和力。 他選擇了幾種具有正確特性的有機分子，然後測試了它們驅動狄耳士-阿德爾 (Diels-Alder) 反應的能力，化學家用這個反應來建構碳原子環。正如他所期盼並相...
當麥克米蘭準備發表他的結果時，他意識到自己發現的催化概念需要一個名字。事實上，研究人員雖早已成功地使用有機小分子催化化學反應，但這些都是個別單獨的例子，沒有人意識到這種方法可以被推廣。 麥克米蘭希望找到一個術語來描述這個新方法，如此一來其他研究人員就能夠理解，尚有更多有機催化劑仍未被發現。他的選擇是「有機催化」 (organocatalysis)。 於2000年1月，就在李斯特發表他的發現之前，麥克米蘭送出了他在科學期刊上發表的原稿。文章中的引言寫著：“在此，我們介紹了一種新的有機催化策略，而我們預計這個新策略將適用於一系列的不對稱轉化”。
科普報導及得獎者生平趣事. 諾貝爾化學獎3得主為奈米科技奠基礎 發現量子點影響LED、癌症手術 2023/10/04 (中央社 CNA) 現年80歲的布魯斯1972年受雇於貝爾實驗室，在那裡度過23年，多數時間都在研究奈米晶體。 62歲的巴汶帝曾跟隨布魯斯做博士後研究，接著於1990年加入麻省理工學院。 現年78歲的艾吉莫夫在前蘇聯出生，之後移居美國。 諾貝爾化學獎法美俄3學者共得 量子點研究點亮醫學進展 2023/10/05 (公視新聞網 PNN) 瑞典皇家科學院表示，3位科學家的「量子點」研究，為半導體奈米技術播下重要的種子。 2023諾貝爾化學獎得主艾吉莫夫也說明，我們只是有一種廣泛的感覺，就是量子點必定會在未來帶來巨大的進步，無論是一年內或幾十年後。
2022年10月3日 · 諾貝爾原先僅提出生理或醫學、物理、化學、文學及和平的獎項，現今大眾所熟悉的經濟學獎，則是瑞典中央銀行於建行300周年之際，提供資金增設諾貝爾經濟獎，並於1969年開始與其它5項獎同時頒發，藉此獎勵傑出的經濟學家。 諾貝爾獎得主可獲得哪些獎勵？ 除了在志業上獲得肯定，諾貝爾獎的獎金也相當可觀，每個項目的獎金為1000萬瑞典克朗（約新台幣2870萬元），以及一枚18K金的獎章，每份獎項至多只有3位得主，若單項得獎人只有一人就是全拿，兩人則平分，三人的話會由委員會決定一個公平的三等份數字。
