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　　理學(xué)院舉辦2016諾貝爾獎解析專題報告

　　北京時間10月4日與5日，2016年度諾貝爾物理學(xué)與化學(xué)獎相繼揭曉。今年的諾貝爾物理學(xué)獎獎金，一半授予美國華盛頓大學(xué)的David J. Thouless，另一半授予美國普林斯頓大學(xué)的F. Duncan M. Haldan以及布朗大學(xué)的J. Michael Kosterlitz，以獎勵他們在拓?fù)湎嘧円约巴負(fù)洳牧戏矫娴睦碚摪l(fā)現(xiàn);諾貝爾化學(xué)獎頒予法國的Jean-Pierre Sauvage、英國的J. Fraser Stoddart、荷蘭的Bernard Feringa教授，以表彰他們在分子機(jī)器(molecular machine)研究方面做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

　　10月13日下去4:10，理學(xué)院物理學(xué)劉博老師與化學(xué)焦佼老師在中-3225室進(jìn)行了一場題為“拓?fù)鋾r代的來臨—奇妙的拓?fù)湎嘧兒屯負(fù)湎唷焙汀胺肿訖C(jī)器的誕生與發(fā)展”的學(xué)術(shù)報告，深刻解讀諾獎的科學(xué)奧秘。理學(xué)院師生齊聚一堂，聆聽報告，交流研討。

　　物理學(xué)獎揭曉-拓?fù)湎嘧儯航议_科技新篇章

　　劉博博士從拓?fù)涞母拍畛霭l(fā)，圍繞“什么是拓?fù)洹?，“為什么引入拓?fù)洹币约啊巴負(fù)錇槭裁从幸馑肌钡葐栴}，深入淺出地為大家解讀諾獎。他介紹，其實拓?fù)湟辉~源于數(shù)學(xué)，拓?fù)鋵W(xué)(topology)是研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)的學(xué)科，是描述局部形變下的不變性。它只考慮物體間的位置關(guān)系而不考慮它們的形狀和大小。后來，科學(xué)家將拓?fù)涞母拍钸\(yùn)用于物理研究，簡單打個比方，比如某個拓?fù)洳牧系募?xì)節(jié)發(fā)生了細(xì)小的變化，但是其性質(zhì)、功能依然保持，用物理語言，即對于環(huán)境微擾的不敏感性。這就是物理學(xué)中的拓?fù)湮飸B(tài)理論。

　　劉博表示，今年的三位獲獎人的研究對于物理學(xué)中拓?fù)湮飸B(tài)理論發(fā)揮了關(guān)鍵性作用。在過去的數(shù)十年間，這一領(lǐng)域發(fā)展迅速，一直是凝聚態(tài)物理研究的前沿，因為拓?fù)洳牧衔磥韺O有可能成為新一代全新的電子與超導(dǎo)體材料，或是在量子計算機(jī)研究中發(fā)揮作用。

　　這一研究成果對于材料學(xué)、信息科學(xué)技術(shù)研究乃至拓?fù)淞孔佑嬎憔哂袆潟r代的意義，拓?fù)洳牧系睦碚摪l(fā)現(xiàn)為后來拓?fù)洳牧系某霈F(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，揭開了人類科技的新篇章。

　　化學(xué)獎揭曉-分子機(jī)器的誕生于與發(fā)展

　　信息技術(shù)的發(fā)展帶來了小型化的技術(shù)革命，今年獲得諾貝爾化學(xué)獎獲得者發(fā)明了“世界上最小的機(jī)器”，他們的工作把化學(xué)研究帶入了一個全新的維度。

　　焦佼博士從什么是超分子，分子間作用力等基礎(chǔ)概念出發(fā)，以鎖烴與輪烷為例，引出超分子化學(xué)的發(fā)展，一步一步引導(dǎo)并帶領(lǐng)大家深入了解諾獎背后的化學(xué)原理與科學(xué)思維。

　　她介紹，分子機(jī)器是指在分子層面的微觀尺度上設(shè)計開發(fā)出來的機(jī)器，在向其提供能量時可移動執(zhí)行特定任務(wù)。三位獲獎?wù)咄瓿闪朔肿訖C(jī)器設(shè)計與合成的“三步走”：第一步，成功合成了一種名為“索烴”的兩個互扣的環(huán)狀分子，而且這兩個分子能夠相對移動;第二步，合成了“輪烷”，即將一個環(huán)狀分子套在一個啞鈴狀的線形分子軸上，且環(huán)狀分子能圍繞這個軸上下移動，并成功實現(xiàn)了可以上升高度達(dá)0.7納米的“分子電梯”和可以彎折黃金薄片的“分子肌肉”;第三步，設(shè)計出了在構(gòu)造上能向一個特定方向旋轉(zhuǎn)的分子馬達(dá)，這個馬達(dá)可以讓一個28微米長、比馬達(dá)本身大1萬倍的玻璃缸旋轉(zhuǎn)起來，并且設(shè)計了一個微型車。

　　焦佼強(qiáng)調(diào)，超分子化學(xué)的發(fā)展，極大地推動了化學(xué)向一個全新的領(lǐng)域發(fā)展。利用已有的合成技術(shù)，結(jié)構(gòu)漂亮的超分子化合物已經(jīng)可以非常成功地合成出來。但是，僅僅只是漂亮，仍然達(dá)不到科學(xué)家的要求，若能夠賦予其一些實用性的功能，則更加能夠推動科學(xué)的發(fā)展。分子機(jī)器的誕生，成功地打破的僵局。本屆諾獎獲獎?wù)邘ьI(lǐng)化學(xué)走出了僵局，并用給予能量的方式控制了分子的運(yùn)動。分子機(jī)器很有可能會在未來的新材料、傳感器、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域大顯身手。

　　她指出，分子機(jī)器好比一個電動馬達(dá)，一旦在分子層面控制了運(yùn)動，就為控制其他各種形式的運(yùn)動提供了可能，未來很有可能將用于開發(fā)新材料、新型傳感器和能量存儲系統(tǒng)等。這一研究成果為未來新材料的研發(fā)開啟了廣闊前景。

　　最后，講座在熱烈的掌聲中圓滿結(jié)束。本次講座使大家對本屆物理與化學(xué)的諾貝爾獎有了進(jìn)一步的認(rèn)識和更加深刻的理解，諾獎大師追求真理、崇尚科學(xué)的精神也將鼓舞著大家在科研的道路上不斷前行。

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