诺贝尔奖背后的故事3说说让我们生活更丰富
10月7日,年度诺贝尔“生理学医学奖”揭晓;10月8日,“诺贝尔物理学奖”揭晓,10月9日,将揭晓“诺贝尔化学奖”……诺贝尔奖的各大奖项将陆续揭晓。
每年诺贝尔奖揭晓时,新闻媒体都会追踪报道,让人感叹、佩服。但可能也有不少人并不理解这些获奖的研究到底有什么意义。诺贝尔奖是授予那些“对人类做出杰出贡献的研究”,其中,有不少研究成果与我们的生活息息相关。
笔者分3期来回顾那些曾改变我们的世界的获得诺贝尔奖的研究。这次是第三期,也是最后一期,我们来谈谈“诺贝尔化学奖”。
化学反应,即等于“制造”
一听到“化学”,可能很多人就会想起在学校上课时学到的各种化学反应,以及随之而来的各种分子结构式等。笔者当年也是很苦恼,看着一堆化学分子式如同天书一般,一想到上化学课就头大。而且说到化学反应,可能很多人觉得这不过是科学实验室的事,跟自己的生活距离很远……这种感觉,我懂你!但是,其实我们身边很多东西在制造时,都需要进行化学反应。
从塑料、化学纤维这些常见的材料到药品等,我们身边的很多东西都是利用化学反应制造出来的。比如,你在读此文时使用的智能手机或电脑上使用的“有机EL”屏幕,毫无疑问也是化学反应的产物。所谓化学反应,可以说就是制造本身。
其中制造时最重要的化学反应之一就是“交叉耦合反应”。年,获得诺贝尔化学奖的3名研究者进行的正是这方面的研究。针对如何有效利用“钯”这一金属元素,取得相关实际研究成果的美国科学家理查德-赫克、日本科学家根岸英一和铃木章均为获奖者。
拓宽制造范围的“交叉耦合反应”
那么,交叉耦合反应到底是什么呢?为什么能获得诺贝尔奖?为什么这项研究成果能获得如此高度评价呢?用一句话来总结一下就是:两种不同有机化合物的分子是利用“碳-碳”键连接起来的反应。
“有机化合物”、“分子”、“碳”这些名词乍听,感觉很难懂的样子。那么,简单来说,“分子”,是具有某种特定形态和性质的最小单位,多数物质是分子的集合体。各种分子由不同类型的结构部分组合而成的。不同的结构及形态构成了分子特有的性质。并且,分子形成中不可缺少的构成要素是“碳”。我们使用的塑料也好,医药品也好,身边的其他东西也好,大都含有碳元素。把碳和其他结构元素汇聚起来组成的分子集合体称为“有机化合物”,若是人工创造出来的则称为“有机合成化合物”。
若能将有机化合物的碳元素们按照我们所想的连接起来,就可能实现“有机合成”,给带来新的制造可能性,有助于创造出更多的物质。但是说起来容易,实际上做起来非常困难。正因为如此,一些将碳和碳巧妙结合的化学反应获得了诺贝尔化学奖。交叉耦合反应,是一种能把既往无法很好结合在一起的物质轻松连接在一起的卓越手段。
交叉耦合反应中不可或缺的“催化剂”的存在。获得诺贝尔奖的3名科学家,使用钯这一金属元素作为催化剂。在这之前,虽然已有使用其他金属催化剂的交叉耦合反应,但是能够粘合的有机化合物极其有限。如果使用钯则可以连接各种各样的有机化合物,可制造物质的范围变化大了。因此获得高度好评,并获得了诺贝尔奖。
在这里,笔者讲一下日本科学家铃木章博士发现的“铃木-宫浦交叉耦合”反应。这种反应的优势在于“简单”。由于其简单,不仅在全世界的研究室使用,在工厂也开始使用。以液晶材料和导电性材料为首,还依靠此化学反应生产出了各种医药品和农药等产品。
物质结合不可缺少的“催化剂”的关键“标签”
让我们再次
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