二十一项值得获诺贝尔化学奖的工作及科学家

顾汉现

二十一项值得获诺贝尔化学奖的工作及科学家


日期: 2009-09-16  


每年十月，诺贝尔评选委员会将会向世界宣布各个单项获奖人（物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖和经济学奖）。7年前，  北大生命科学学院教授饶毅曾写过一个关于生理学或医学奖值得获奖的文章，  介绍21项该领域内值得获奖的工作，  7年内，其中有多个工作获奖。但是化学奖的介绍和预测至今网上没有系统的介绍，所以在这里对化学各个领域值得获奖的工作做个概要介绍，很凑巧，我也列举了21个重要的工作，其中没有中国人有很大可能获得诺贝尔化学奖，这也不得不引起我们思考。由于本人知识的局限性，列举的工作可能有些偏颇，请网友谅解。



1.  George  Whitesides  (美国哈佛大学,  Harvard  Univerisity),  分子自组装，软刻蚀技术和微流控。网络朋友喜欢英文直译称呼他“白边”。Whitesides  是世界上第一个提出“自组装”概念的人，  这一概念影响和推动着超分子化学的发展，并且波及到生物领域的科学工作者对许多生物结构和生物分子相互作用的认知。



2.  Harry  Gray  (美国加州理工学院，California  Institute  of  Technology),  探索生物分子内的电子转移以及生物无机化学的先驱者之一。  可以单独得奖，  也可以和其他人一起分享,  不过Electron  Transfer  领域1993年已经给加州理工学院的R.  Marcus了。  如果MMO  蛋白酶真正实现有价值的应用，MIT  的Stephen  J  Lippard  也有可能在生物无机化学这个领域得奖或者和Gray  分享生物无机化学的奖。



3.  Roger  Y.  Tsien  钱永健(美国加州大学圣迭哥分校，University  Of  California,  San  Diego)，发明钙染料，并应用于活体细胞分子做定量检测。虽然2008年Tsien  因为绿色荧光蛋白获奖，  但不可否认的是，  他在钙燃料方面的工作同样值得获奖。  最初的文章发表于1985年Journal  of  Biological  Chemistry,  至今被引用17600多  次。     



4.  Mark  Ratner  （美国西北大学，  Northwestern  University）,  为分子电子学领域做出预测和计算。  如今非常热门的分子电子学，  包括整流器，晶体管，单分子逻辑门，场效应晶体管等等可能都是发展自Ratner  1974年在Chem.Phys.Lett.  上面的一篇文章：Molecular  rectifiers。如果以上的器件有一到两个得到大规模应用，Ratner  就很有可能获奖。



5.  Peter  Schultz  (美国The  Scripps  Research  Institute)和Richard  A.  Lerner  (美国The  Scripps  Research  Institute),  在催化抗体，化学生物学方面做出重要工作。  两人都在著名的Scripps  研究所，  Schultz  是1999年从加州Berkeley  分校转过去的，而后来在那里工作超过30年。哈佛大学的  S.  L.Schreiber  和斯坦福大学的Gerald  R.  Crabtree也有可能在化学生物学领域获奖。



6．Ada  Yonath  （以色列Weizmann  Institute  of  Science）  和  George  Feher  （美国加州大学圣迭哥分校，University  of  California,  San  Diego），  解析Ribosome的晶体结构，  属于结构生物学的领域。鉴于诺贝尔评审委员会往往将重要的生物结构归属化学奖，  这个要发也只有可能属于化学奖。其中，  前者得奖的可能性最大。



7.  William  E.  Moerner  （美国斯坦福大学，  Stanford  University）,  发展单分子光谱技术。可以单独获奖，也可能和单分子领域的其他人一起分享。



8.  Allen  J.  Bard  (美国得克萨斯大学奥斯丁分校，University  of  Texas  at  Austin),  电化学以及扫描电化学显微镜。该领域有可能得奖，不过机会不是很大。



9.  Louis  E.  Brus（美国哥伦比亚大学，Columbia  University），发明以及发展量子点（colloidal  semi-conductor  nanocrystals）。现在量子点的研究非常热，尤其偏向太阳能电池的应用和生物标记，但是可能不是所有人知道Brus  是世界上第一个报道量子点的人（J.  Chem.  Phys.  1983，79,  1086），该领域值得获奖，但是也取决于量子点应用的程度，如果有大规模商业化应用，得奖的可能性就比较大。也可能会和为该领域的发展作出重要贡献的人一起得奖，比如  加州Berkeley  分校的Paul  Alivisatos和MIT的  Moungi  G.  Bawendi.



10.  钯化学（Pd），该领域群星璀璨，做的好的人非常多，涉及领域也很广，从有机合成，无机化学到金属有机化学。代表人物列举一些：Akira  Suzuki,  Kenkichi  Sonogashira,  John  F.  Hartwig，Barry  Trost，Stephen  Buchwald  等等。不过短期内得奖的可能性却不是很大。



11.  Jean-Pierre  Sauvage  （法国the  University  of  Strasbourg），James  Fraser  Stoddart（美国西北大学，Northwestern  University）  和Vincenzo  Balzani  （意大利University  of  Bologna），轮烷，索烃和分子机器，该领域属于超分子化学领域的发展，目前基本没有实际应用，得奖的可能性会随着应用的可能性增大而增大。有一个日本人Seiji  Shinkai也有可能得，他也是超分子领域做的比较早的几个人之一。



12.  Ronald  Breslow（美国哥伦比亚大学，Columbia  University）,  生物有机化学领域的开创者之一。不过获奖的可能性不是很大。



13.  Fritz  Vogtle（德国波恩大学，University  of  Bonn），D.  A.  Tomalia  （美国Dow  Chemical，陶氏化学公司）  和Jean  Fréchet  (美国加州大学伯克利分校，University  Of  California,  Berkeley),  Dendrimer  （树枝状高分子）的发展。  实际上，  第一个提出类似树枝状高分子概念的人是1974年的诺贝尔奖得主Paul  J.  Flory；而第一个合成出来的是Fritz  Vogtle，  Tomalia  和Fréchet  都对后来的发展作出重要贡献。由于合成的多步骤和较难的纯化，Dendrimer  在商业上的应用不广，而且目前尚未发现dendrimer  在性能上有明显优于传统高分子的突破发现，这些都是限制其领域得诺贝尔奖的因素。



14.  Michael  Kasha  (Florida  State  University),  光化学以及Kasha  规则，  发现并探明激发三重态的物理机制。光化学领域近百年的发展，离不开一大批前辈的开拓性工作，其中斯坦福大学的Henry  Taube  已于1983年获诺贝尔奖，加州理工学院的R.  Marcus已于1993年获诺贝尔奖。Kasha先生今年已经８９岁，给诺贝尔奖评审委员会的时间已经不多啦。



15.  Ching  W.  Tang  （美国罗彻斯特大学，  Univerrsity  of  Rochester）  和Shuji  Nakamura  (美国加州大学圣芭芭拉分校，University  Of  California,  Santa  Barbara)，  发展有机电致发光二极管和蓝光LED材料。如果十年内，LED和OLED  全面取代传统液晶和阴极射线管，该领域的两位代表人物很有可能得奖；  也有可能在物理领域获奖。英国剑桥大学卡文迪许实验室的Richard  Henry  Friend因为第一个报道高分子LED  (简称  PLED)也有可能一起获奖。



16．Michael  Gratzel  (瑞士洛桑联邦理工学院，école  Polytechnique  Fédérale  de  Lausanne)，  燃料敏化太阳能电池（DSSC）。该领域近15年非常热门，  获奖的可能性也和DSSC应用性息息相关。在能源领域发明Li  离子电池的John  B.  Goodenough  （University  of  Texas  at  Austin）  也有可能，传奇人物，二战老兵，有the  Goodenough-Kanamori  rules传世。



17.  K.C.  Nicolaou  （美国The  Scripps  Research  Institute），有机合成。Nicolaou合成了许多具有挑战性的天然产物，代表作是合成Taxol  ，Brevetoxin  B和  Vancomycin。  不过因为没有开创性的方法学或者理论诞生，有机合成领域获奖的可能性存在，但不大。



18.  Krzysztof  Matyjaszewski，波兰裔美国科学家  （美国Carnegie  Mellon  University），发现并发展原子转移自由基聚合技术。该工作是一个中国博士后Jin-Shan  Wang  做出来的，现在在美国柯达公司工作，他也有可能一起获奖。



19.  Sumio  Iijima，被人误认为是世界上第一个发现碳纳米管的人，其实不是，详情请看（http://www.cemes.fr/fichpdf/GuestEditorial.pdf），但是不可否认Iijima在碳纳米管领域做出重要贡献，只是目前纳米管并没有较好的商业应用，  还处于炒作并且江河日下的阶段，Iijima获奖可能性不是特别大。估计随后出现的石墨烯  （A.K.  Geim  和Kostya  Novoselov，  英国曼彻斯特大学）获奖可能性也不大。  但是都不排除可能性。



20.  Stefan  Hell  （德国马普生物物理化学研究所，Max  Planck  Institute  for  Biophysical  Chemistry  -  Goettingen）  和Eric  Betzig  （美国霍华德休斯医学研究所，Howard  Hughes  Medical  Institute,  Leesburg,  Virginia），  发展高分辨显微技术并应用于生物化学研究。Hell  提出并发展了STED  (stimulated  emission  depletion)  显微技术；Betzig  提出并发展了PALM  (photo-activated  localization  microscopy)显微技术。华人教授哈佛大学化学系的Zhuang  Xiaowei（Harvard  University）  和缅因大学的Sam  Hess（University  of  Maine）也在同年发展了几乎同样的显微技术，但是被Zhuang称之为STORM  (stochastic  optical  reconstruction  microscopy),  Hess  称之为FPALM  (Fluorescence  photoactivation  localization  microscopy)。总体而言，这些技术还仍然有待时间的检验，获奖的可能性存在，  但是估计要十年以后，也有可能在物理领域获奖。



21.  Benjamin  List  （德国马普煤化研究所，Max-Planck-Institut  für  Kohlenforschung）和David  MacMillan  (美国普林斯顿大学，Princeton  University),    有机催化（Organocatalysis）.  有机催化领域很多年前都已经诞生，这个是老概念，换瓶新装，并且有新的发展，发展的重要程度取决于在工业界应用的程度，得奖的可能性较小。(杜平武)