北京时间10月4日17点45分，2023年诺贝尔化学奖评选结果揭晓，今年的诺贝尔化学奖授予Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus、Alexei I. Ekimov，以表彰他们“发现和合成了量子点，为纳米技术埋下了重要种子”。

  量子点是一种尺寸极小的纳米颗粒，它的尺寸决定了它的性质。这些小的纳米组分现在能够适用于电视显示和LED照明，还能够适用于外科手术切除肿瘤组织等。每个研究化学的人都知道，一种元素的性质取决于它有多少电子。

  然而，当物质收缩到纳米尺度时，就会出现量子效应；这些都是由物质的尺寸决定的。2023年诺贝尔化学奖获得者成功地产生了如此小的颗粒，以至于它们的性质需要由量子现象决定。这种颗粒被称为量子点，在纳米技术中具备极其重大意义。

  量子点为调控和改变材料的性能提供了一种全新的思路。此前，为了获得诸如不一样的颜色的材料，我们应该合成全新的分子，这些分子有不一样的原子和不同的组合方式。例如，为了拥有五种不同的颜色，我们应该合成五种不同的分子。但量子点改变了这一切。同样的原子、同样的结构，只需要控制五种不同的大小，就能够得到五种不同的颜色。早在1930年代，科学家们就意识到了这一现象也许会出现，但很多人不认为人类最终能掌握合成纳米级别的量子点的方法。但是，这次获奖的三位科学家让量子点成为了现实。他们在实验中发现了这一现象、证明了颜色的改变与量子点大小的关系、并研究出了合成近乎完美的量子点的方法。

  诺贝尔化学委员会主席Johan Åqvist说：“量子点有许多迷人而不寻常的特性。重要的是，它们根据大小有不同的颜色。”物理学家早就知道，在理论上，纳米颗粒中有极大几率会出现依赖尺寸的量子效应，但当时几乎不可能在纳米尺度上进行雕刻。因此，的确很少有人相信这些知识将会被付诸实践。然而，在20世纪80年代初，Alexei Ekimov成功地在彩色玻璃中创造了与尺寸有关的量子效应。几年后，Louis Brus变成全球上第一位证明在流体中自由漂浮的粒子具有尺寸依赖性量子效应的科学家。

  1993年，Moungi Bawendi彻底改变了量子点的化学生产，产生了几乎完美的粒子。这种高质量对于它们的应用是非常必要的。量子点现在可以照亮基于QLED技术的电脑显示器和电视屏幕。它们还为一些LED灯的光线添加了细微差别，生物化学家和医生也能用它们来绘制生物组织图。量子点的这些用途给人类带来了许多益处。研究人员相信，在未来它们能为柔性电子器件、微型传感器、更薄的太阳能电池和加密量子通信做出贡献。因此，我们才起步探索这些微小粒子的潜力。

  一个有意思的插曲是，这次获奖的情况在颁奖前4个小时就被泄露给了瑞典的媒体。委员会目前尚不清楚是什么原因造成了这次的信息泄露，他们也慢慢的开始展开调查，并对信息的泄露深表歉意。

  不过，让我们回到诺奖本身，此次三位得主分别有着怎样的生平事迹？以下为大家一一道来。

  Moungi Gabriel Bawendi 于 1961 年生于法国巴黎 ，是一位突尼斯裔美国化学家。Bawendi 是数学家Mohammed Salah Baouendi和Hélène Baouendi的儿子。在法国和突尼斯生活了一段时间后，Bawendi 和他的家人在移民到了美国。他于 1982 年获得哈佛大学学士学位，并于1988年获得芝加哥大学化学博士学位。他目前是麻省理工学院莱斯特·沃尔夫教授以及美国国家科学院院士。

  Bawendi 是胶体量子点研究领域的最早参与者之一，也是过去十年被引用最多的化学家之一，并于 2020 年成为科睿唯安引文桂冠获得者。Bawendi 重点专注于胶体半导体量子点的研究，研究领域包括光谱学、合成、生物学、设备。

  1993年，其课题组报告了目前量子点合成中应用最广泛的方法，称为“快速注射法”。其后来的研究广泛集中在量子点和激光的光谱研究，而最近的进展解决了合成方面的许多挑战，包括纳米材料的生物应用和太阳能电池研究。

  目前，他与团队正在开发在100皮秒到1毫秒时间尺度上探测点电子结构动态特性的方法。他还使用集合时间分辨方法和单量子点相关光谱，研究各种量子点中多激子的物理学，此外还与合作者一起研究点或点/有机混合物薄膜的电荷传输特性。这些基本传输特性对于设计基于电量子点的驱动光发射器、激光器、光电探测器和光伏器件等设备至关重要。

  此次获奖之后，Bawendi教授被从远在波士顿剑桥镇的睡梦中叫醒。他表明了自己非常惊喜，没想到，但非常荣幸。开发这项技术是一个漫长的过程。有很多人都对这项技术做出了杰出的贡献，他并没想到是自己最后代表量子点拿到诺贝尔奖，毕竟这些工作都是大家一起合作完成的。在他们刚开始做这样的领域的研究的时候，并没想到量子点会有这么多的应用。这样的领域还有许多令人兴奋的工作需要完成。量子点已经在光电等领域被大范围的应用了，但其它更多的应用科学家们暂时未知。他相信，量子点未来会有更多有趣的应用。诺奖委员会之后解释，之所以一个与量子有关的研究颁给了化学奖而不是物理学奖，是因为量子点是关于材料合成的技术。合成这些材料用的是化学实验的方法，也更多是被化学家们用于探索量子点在所有的领域的应用。

  Louis·E·Brus是哥伦比亚大学S·L·Mitchell化学教授，他是量子点的胶体半导体纳米晶体的发现者。20世纪60年代，学生时期的Brus研究了小气相分子的电子结构和动力学。

  1973年，Brus加入AT&T贝尔实验室，他在那里的工作促使了量子点的发现。在贝尔实验室，他最初研究被困在接近4开氏温度的稀有气体矩阵中的小分子电子弛豫动力学。

  然后，Brus开发出时间分辨拉曼光谱，这引起了他对胶体金属与半导体纳米晶体的兴趣。1996年，Brus离开贝尔实验室，加入哥伦比亚大学化学系任教，研究方向是实验化学物理和纳米科学。

  在其学术生涯中，关于金属纳米晶体的研究，让他发现了银粒子的单分子增强拉曼散射、表面增强拉曼散射和光催化。关于半导体纳米晶体的研究，则让他发现了量子尺寸效应和胶体核/壳量子点化学合成。在哥伦比亚大学，他还研究了单碳纳米管的光学性质和瑞利散射，这导致了电荷转移和分子吸附在少数层石墨烯上的拉曼散射的光学表征。

  最近，他正在研究卤化铅钙钛矿晶体在室温下的液体弛豫动力学。可以说，其研究的所有主线都是为了理解电子到底在做什么。近年来，Brus专注于界面电子转移、电力显微镜和激光光学显微镜，以用于观察单个纳米物体。过去几年里，他也对过渡金属氧化物纳米晶体、碳纳米管和银纳米晶体作为局部电磁场增强的微观天线产生了兴趣。

  Alexei Ekimov 于 1945 年 2 月 28 日出生，是一位俄罗斯固态物理学家。他于 1974 年在俄罗斯 Ioffe 物理技术学院获得物理学博士学位。20 世纪 70 年代末，他在熔融玻璃基质中合成了氯化铜纳米晶体，接着合成了硒化镉纳米晶体。随后，他观察到荧光和颜色渐变。这些首次观察到的结果被整理成论文并于 1980 年发表。

  后来，他曾在俄罗斯圣彼得堡瓦维洛夫国立光学研究所工作多年。在那里，他发现了被称为量子点的半导体纳米晶体。受美国化学家Louis Brus和Alexei Ekimov的启发，贝尔实验室尝试并成功生产纳米晶体，但是以液体形式获得胶体悬浮液。

  自 1999 年以来，Ekimov作为一名私营公司（Nanocrystals Technology）的科学家在美国生活和工作。多年来，他因在半导体电子自旋取向方面的工作而荣获苏联国家科学与工程奖，也因“纳米晶体量子点的发现及其电子和光学特性的开创性研究”而获得美国光学学会 2006 年 R. W. Wood 奖。

  历史上一共只有五位科学家曾经两次获得诺贝尔奖，分别是：玛丽·居里（1903 年物理学奖、1911 年化学奖）、莱纳斯·卡尔·鲍林（1954 年化学奖，1963 年和平奖）、约翰·巴丁（1956 年、1972 年物理学奖）、弗雷德里克·桑格（1958 年、1980 年化学奖），以及巴里·夏普莱斯（2001 年、2022 年化学奖）。

  在人类的发展历史中，化学与生活息息相关，起到了不可或缺的作用。作为如此重要的学科在诺贝尔奖中怎么能缺席？无论是研究放射性物质的卢瑟福，还是发现放射性元素的居里夫人，都在化学研究的历史长河中留下了浓墨重彩的一笔，至今仍熠熠生辉。下面，就来盘点一下那些最受喜爱的诺贝尔化学奖得主的生平，带你走进他们的故事：

  成就：获得 1908 年诺贝尔化学奖。1896 年，他对放射现象进行了一系列更深入的研究。1899 年，他证实至少有两种显著的辐射类型：Alpha 粒子辐射和 Beta 粒子辐射。

  他发现，放射现象有时会伴随气体生成。他和助手弗雷德里克·索迪共同提出放射性物质可以产生氦气的假设。1902 年，他们陈述了一个革命性的理论：部分元素能够最终靠放射性衰变形成其他的元素。

  获奖原因：表彰她在镭和钋元素的发现，镭的分离，以及对镭的性质和镭的化合物的研究上做出的贡献，这些研究推动了化学的进步

  生平：玛丽·斯卡洛多斯卡出生于波兰王国华沙市一个中学教师的家庭，她的父母深信教育的力量。后来，她搬到法国巴黎继续深造，遇到了皮埃尔·居里。皮埃尔·居里后来成为了她的丈夫以及在放射领域的同事。1903 年，居里夫妇共同获得诺贝尔物理学奖。

  1906 年，皮埃尔去世，居里夫人继续他们的研究，并在 1911 年成为第一位获得两次诺贝尔奖的人。在第一次世界大战期间，居里夫人组织了移动的 X 射线小组救护伤员。居里夫人的女儿伊雷娜和她的丈夫弗雷德里克·约里奥后来也共同获得了诺贝尔化学奖。

  成就：获得 1903 年诺贝尔物理学奖。亨利·贝克勒尔在 1896 年发现了放射性现象，这激发了居里夫妇对此现象进行进一步的探索。他们检测了很多的矿物来追踪放射性迹象，发现沥青铀矿比普通铀矿石具有更强的放射性，据此推断出沥青铀矿中必定含有其他的放射性物质。

  最终，他们从中成功提取出两种当时未知的元素：钋和镭，它们都具有比铀更强的放射性。

  获得 1911 年诺贝尔化学奖。居里夫妇在首次发现钋和镭元素之后，玛丽继续研究它们的性质。

  1910 年，玛丽成功地提取出金属单质镭，确定了镭的存在。另外，她还证实并记录了放射性元素以及它们的化合物的性质。放射性化合物无论在科学研究还是在医学领域（大多数都用在治疗肿瘤），都慢慢的变成了了重要的辐射源。

  获奖原因：表彰他们在大气化学领域做出的贡献，尤其是在臭氧的形成与分解相关方向

  生平：马里奥·莫利纳出生在墨西哥城，从小梦想成为化学家。考虑到对一个化学家来说理解德语很重要，他 11 岁就去了瑞士寄宿中学读书。随后，他回到墨西哥国立大学学习化学工程，之后又去了欧洲和美国加州大学伯克利分校继续开展他的工作。

  他在加州大学伯克利分校的工作令人鼓舞，发现了氟利昂是如何破坏臭氧层的。马里奥·莫利纳现在在美国加州大学圣地亚哥分校工作。他在 2006 年与第二任妻子瓜达卢佩·阿尔瓦雷斯结婚，与前妻路易萨·谭·莫利纳育有一子。

  成就：获得 1995 年诺贝尔化学奖。地球周围的大气层中含有少量的臭氧，臭氧分子是由三个氧原子组成的，它在吸收阳光中的紫外线方面起了重大的作用。

  如果没有臭氧，太阳将会对地球上的生命造成负面影响。1974 年，马里奥·莫利纳和舍伍德·罗兰证实了 CFC 气体（chloro-fluoro-carbon，氯氟烃，常被称作氟利昂）对大气层中的臭氧有破坏效应。

  而氟利昂有很多用处，包括：冰箱的制冷剂和压缩喷雾器的喷雾剂等。控制氟利昂的使用可以减缓臭氧层的破坏。

  获奖原因：表彰他对化学键本质的研究，以及将研究结果应用于复杂物质结构的阐述上做出的贡献

  生平：莱纳斯·鲍林出生在美国俄勒冈州波特兰，他的家族来自普鲁士农民一脉，他的父亲是一名药剂师兼药品推销员。

  他在位于科瓦利斯的美国俄勒冈州立大学获得学士学位之后，在位于帕萨迪纳市的加州理工学院获得了博士学位，在之后的职业生涯中，他一直与加州理工学院保持着联系。

  二十世纪 50 年代，莱纳斯·鲍林卷入到反核运动中，因此被贴上了可疑共党分子的标签，这使得他的护照不时地被吊销。莱纳斯和艾娃·海伦·鲍林共育有四个孩子。

  成就：获得 1954 年诺贝尔化学奖。20 世纪 20 年代量子力学的发展不仅对物理界产生了巨大的影响，化学界也同样受到了冲击。20 世纪 30 年代莱纳斯·鲍林在用量子力学理解和描述化学键（原子组成分子的方式）方面走在了时代的最前沿。

  莱纳斯·鲍林在化学领域内的研究兴趣十分普遍，比如，他致力于解析生物领域重要大分子的化学结构。1951 年，他发表了 α-螺旋的化学结构，α-螺旋是蛋白质常见的二级结构。

  获得 1962 年诺贝尔和平奖。在广岛和长崎的爆炸成为了莱纳斯·鲍林事业的转折点。他和其他科学家一起，通过演讲和写作抗议核武器战争。莱纳斯·鲍林是帕格沃什运动中的一股驱动力。帕格沃什运动的目的是削弱核武器在国际政治中的作用，发起此运动的个人和组织在 1995 年获得诺贝尔和平奖。

  1959 年，莱纳斯·鲍林起草了著名的“广岛呼吁”，这篇总结性声明在禁止与氢弹的第五次世界会议之后发布。莱纳斯·鲍林在核大国（包括：美国，前苏联和英国）签订“禁止核试验条约”时是主要的推动者。该条约在 1963 年 10 月 10 日生效。在该条约生效的同一天，挪威诺贝尔委员会宣布莱纳斯·鲍林获得 1962 年推迟颁发的诺贝尔和平奖。

  生平：伊雷娜·居里出生在法国巴黎，是皮埃尔·居里和玛丽·居里的女儿。玛丽·居里是诺贝尔物理学和化学奖得主。伊雷娜·居里在第一次世界大战时跟随她的母亲在 X 射线救援队工作，负责提供 X 射线移动设备。

  战后，她回到巴黎大学继续学业，随后，到她的父母创办的研究所工作。1926 年，她和弗雷德里克·约里奥结婚。在镭研究所，他们一起开展了后来获得诺贝尔奖的工作。

  成就：放射性物质的辐射原理慢慢的变成了研究原子的重要方法。1934 年，当伊雷娜·约里奥·居里和弗雷德里克·约里奥用 α-粒子（氦原子核）轰击一张薄的铝片时，在云室中发现了一种新的辐射留下的痕迹。这对夫妇发现，即使把辐射源移去，铝片的辐射仍然存在。

  这是因为，经过 α 粒子的轰击后，铝原子转变成磷的放射性同位素。这在某种程度上预示着，历史上第一次人工创造出了放射性元素。1935 年，约里奥·居里夫妇共同获得诺贝尔化学奖。

  生平：阿齐兹·桑贾尔出生在土耳其东南部萨武尔的一个小康家庭。他的父母没有受过教育，但是，他们很重视孩子的教育。1969 年，桑贾尔在伊斯坦布尔大学获得医学学位。

  1977 年，在德克萨斯大学达拉斯分校获得生物学博士学位。阿齐兹·桑贾尔现在在北卡罗莱纳大学教堂山分校医学院任教。他的妻子格温·波尔茨·桑贾尔也同样是医学院生物化学与生物物理系教授。

  成就：2015 年诺贝尔化学奖。活细胞中含有携带生物体基因信息的 DNA 分子，生物体的生存和发展依赖于 DNA 的稳定。但是，DNA 并不是绝对稳定的，它们会受到损害。

  1983 年，通过对细菌的研究，阿齐兹·桑贾尔发现并展示了某种酶蛋白修复分子对被紫外线损坏的 DNA 分子的修复过程。这一发现增强了人类对于活细胞运作、癌症起因和细胞衰老等问题的理解。

  生平：钱永健于 1952 年生于美国纽约，祖籍浙江杭州临安，是吴越国国王钱镠三十四世孙。1972 年，钱永健获得哈佛大学化学及物理学最优等学士学位。

  1977 年，获得英国剑桥大学生理学博士学位。1977 年-1981 年，担任剑桥大学研究员。1982 年至 1989 年，任加州大学伯克利分校副教授。1989 年开始，任加州大学圣地亚哥分校教授，直到 2016 年 8 月 24 日离世。

  成就：2008 年诺贝尔化学奖：显色手段在生物学研究中起着至关重要的作用。钱永健从 1992 年开始投入绿色荧光蛋白的研究工作，陆续开发出了绿、红、黄、蓝荧光蛋白，使得科研人能将不一样的颜色的荧光打入蛋白细胞，发现以往难以观测的生物程序。钱永健因此被誉为“荧光蛋白改造之父”。

  获奖原因：表彰其在用 X- 射线技术确定生物大分子的结构的研究上做出的贡献

  生平：多萝西·克劳福特·霍奇金的研究生涯始于童年时她获得的一本化学课本，这本书里包含有晶体学相关的实验。牛津大学毕业后，尽管霍奇金学业优秀，作为一名女性依然特别难找到工作。

  最终，剑桥大学的约翰·德蒙·伯纳尔教授给了她一个机会，当时，伯纳尔教授已是现代分子生物学领域的先驱。从剑桥大学获得博士学位之后，多萝西·克劳福特·霍奇金在 1934 年回到牛津大学工作，并在那里度过了她之后的职业生涯。多萝西·克劳福特·霍奇金在分子生物学领域贡献卓著。

  成就：1964 年诺贝尔化学奖。X 射线穿过晶体结构时，会呈现出清晰而准确的衍射峰图谱，通过这一些图谱能确定晶体的结构。在 20 世纪 30 年代，科学家们慢慢的变多地用这种方法来确定复杂的大分子的结构。

  多萝西·克劳福特·霍奇金通过大量的 X 射线衍射图像，通过大量的计算以及对数据敏锐的分析，在 1946 年成功确定青霉素结构。1956 年，她又分析确定了维生素 B12 （结构最为复杂的维生素）的结构。

  1895 年 11 月 27 日，阿尔佛雷德·诺贝尔签署遗嘱，将其遗产最大一部分用于颁发各种奖项，这中间还包括后来的诺贝尔化学奖。正如诺贝尔先生中遗嘱中讲到：“这些财产用于奖励在化学领域做出最重要的发现或突破的人。”

  对于诺贝尔化学奖空缺的原因，诺贝尔基金会解释道：“诺贝尔化学奖被用来奖励最伟大的化学突破，如果当年没有产生与之相匹配的研究，诺奖奖金将会被留待至第二年，如果第二年仍未产生相应诺奖，这笔钱将会被纳入诺贝尔基金会的特殊基金内。在两次世界大战期间，产生的诺贝尔奖相对较少。”

  1901-2022 年期间共有 189 人次获得诺贝尔化学奖。两次获得诺贝尔化学奖的是弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger）和巴里·夏普莱斯（Barry Sharpless），前者分别在 1958 年和 1980 年获奖，后者分别在 2001 年和 2022 年获奖。

  迄今，最年轻的诺奖得主为弗雷德里克·约里奥·居里（Frédéric Joliot-Curie），年仅 35 岁的他和妻子伊雷娜·约里奥·居里（Irène Joliot-Curie），他们获得了 1935 年获得诺贝尔化学奖。

  在 189 名诺贝尔化学奖得主中，共有 8 名女性。其中，玛丽·居里，多罗西·克劳宣特·霍奇金两人独得诺奖。

  1935 年，伊雷娜·约里奥·居里（Irène Joliot-Curie 玛丽·居里的长女，约里奥·居里的妻子）

  居里家族是最闻名的“诺贝尔奖家族”。1903 年，玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇共同获得诺贝尔物理奖。玛丽·居里还在 1911 年第二次获得诺贝尔奖。他们的长女，伊雷娜·约里奥-居里和她的丈夫约里奥·居里获得 1935 年诺贝尔化学奖。他们的小女儿艾芙·居里，在联合国儿童基金会工作。她的丈夫亨利·拉波易斯，1965 年代表联合国儿童基金会获得诺贝尔和平奖。

  其他“诺奖家族”（其中至少有一名成员获得诺贝尔化学奖）在化学领域做出最重要的发现或突破的人。

  汉斯·冯·奥伊勒·切尔平（Hans von Euler-Chelpin，父），1929 年诺贝尔化学奖；乌尔夫·斯万特·冯·奥伊勒（Ulf von Euler ，子），1970 年诺贝尔生理学或医学奖。

  阿瑟·科恩伯格（Arthur Kornberg，父），1959 年诺贝尔生理学或医学奖；罗杰·科恩伯格（Roger D. Kornberg，子），2006 年诺贝尔化学奖。

  有两名诺贝尔化学奖得主由于当局压力被迫拒绝诺贝尔化学奖。希特勒禁止德国的科学家接受诺贝尔奖，其中，有两名诺贝尔化学奖得主：里夏德·库恩（1938年）和阿道夫·布特南特（1939年）。此外，1939 年诺贝尔生理学和医学奖获得者格哈德·多马克也由于同样的原因拒绝了诺贝尔奖。后来他们的诺贝尔奖证书和奖牌得到补发，但是没有相应奖金。

  2022 年 10 月 5 日，美国科学家巴里·夏普莱斯（Barry Sharpless）、丹麦科学家莫顿·梅尔达（Morten Meldal），以及美国科学家卡罗琳·贝尔托西（Carolyn Bertozzi）荣膺 2022 年诺贝尔化学奖，以表彰他们在“发展点击化学和生物正交化学”方面的贡献。

  支持：路雨晴、Ren、熊岳城、杨立中、邹名之（按名字首字母排序）返回搜狐，查看更加多