昨日,2023年诺贝尔化学奖公布获奖名单,三位科学家因为“量子点”方面的工作摘得桂冠。今天,我们将一道了解这三名科学家的故事。
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本次诺贝尔化学奖在公布前,闹出了一个“大乌龙”。在正式颁奖的几个小时前,不少瑞典的媒体意外收到了诺奖官方的邮件,原因迄今依然不明。
在回答媒体的问题时,诺贝尔化学奖委员会的专家Heiner Linke教授说直到当地时间周三上午,他们都没有决定最终获奖者是谁。所以发给媒体的内容“肯定是一个错误”。然而最终的获奖名单却和提前泄露的信息如出一辙。
本次得奖者之一Moungi Bawendi教授说自己睡得很熟,所以没关注获奖名单提前泄露的消息,直到他被一通来自诺奖委员会的电话吵醒……
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在电话采访中,Bawendi教授和诺奖委员会说,自己和妻子确认了好几遍,才知道自己真的得了诺奖。自己在30年前只是一名刚刚迈入学术界的助理教授,首次合成这些量子点时,压根想不到会取得今天这样的成就。
在被问到成为一名诺奖得主的感受时,Bawendi教授说预见自己一天的日程都会很混乱。当天早上9点他本来还要去上课,现在完全不知道自己该做些什么……诺奖委员会打去电话的Adam Smith打趣说,估计这次早上9点来上课的学生会很开心。
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Bawendi教授出生在法国。在被问到为何选择化学时,他说这离不开求学过程中的两名好老师,一位是高中时候的化学老师,一位是大一时候的化学老师。他们的教学让他非常喜欢化学这门学科,也让他从事这一工作至今。
这也让Bawendi教授如今非常注重学生的教育。他说师者的责任重大,需要负责让学生们爱上科学。
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在此前的一次采访中,Bawendi教授回忆起大学时的轶事。在哈佛大学的第一场化学考试里,仍然延续着高中心态的Bawendi教授只得了20分——满分是100分。这次失利令Bawendi教授吓坏了,他甚至准备好了退学。
但好在,他并没有放弃,而是从这次经历中学到了如何学习。通过在考前从头开始做问题集,以及系统地浏览自己的笔记,Bawendi教授逐渐成为了考试最高分的获得者。Bawendi教授说,在哈佛大学这样的地方,不练习解决问题对他来说就等同于失败。
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Bawendi教授曾与哈佛大学的Rakesh Jain教授有着超过十年的长久合作。后者是一名化学工程师,研究肿瘤微环境。这是一个复杂的环境,肿瘤周围的血管会为肿瘤提供养分,肿瘤本身也会释放很多化学信号,甚至是前往身体其他部位的癌细胞。
两名科学家认为“量子点”或许能用来设计药物,让它们穿梭到肿瘤附近的血管,直击癌细胞。这就需要生产不同尺寸的量子点,注射到癌症模型中。因为不同尺寸的量子点具有不同的颜色,Jain教授可以轻易凭借肿瘤附近的颜色,了解血管的尺寸。这与常规的染色方法相比各有千秋。
有趣的是,Bawendi教授本人对量子点的人体应用并没有那么乐观。因为不少量子点需要用重金属制作,毒性可能是一个大问题。后来的科学家们在量子点外加上了无毒的外壳,算是在一定程度上解决了这个问题。一些人认为量子点可以作为出色的药物递送工具,把药物直接送到肿瘤这里。
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在诺奖的电话采访中,Bawendi教授尤其感谢了Louis Brus教授。后者曾是他的博士后导师,这次也和他一起分享诺奖。
Brus教授出生于俄亥俄州,从小就对物理和化学产生了兴趣。他被莱斯大学(Rice University)录取时,恰逢刚刚开设化学物理(chemical physics)专业。他不知道自己能不能学好,但还是选了这门专业。
大学生涯让他彻底爱上了这门学科,并决定前往研究生院深造。不过当时的决定更像是兴趣驱动,而非当作未来的职业。从未在大城市长期生活的他选择了纽约的哥伦比亚大学(Columbia University),师从Richard Bersohn教授。他的研究工作难言顺利,起初14个月都没有任何可以发表的数据。但他还是只用4年就获得了博士学位。
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Brus教授曾在贝尔实验室工作过一段时间,之后返回学术界。他的工作领域一直在纳米科学上。“我们没想到这些领域会变得如此受欢迎。”他说道。
在理论之外,Brus教授也喜欢关注他的研究能否有实际用途。一方面,他希望应用不同的方法来操纵粒子;另一方面,他也清楚地意识到“理论只是理论,实际发生的会有所不同。”
在学术生涯中,Brus教授曾斩获许多奖项。他说最重要的一点就是要合作。他自己虽然涉猎颇广,但仍然喜欢和其他人一起合作,因为“他们总能教你新的东西。”
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科学之外,Brus教授喜欢阅读和园艺。园艺对他来说是从工作中脱离出来的好方法。“我喜欢在地上挖洞,因为挖洞能让你精疲力竭,也能让你看到自己工作的成果。”比起几个月都看不到结果的科研工作,园艺出结果的速度显然要快得多。
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“这里现在是半夜啊!”这是Alexei Ekimov博士接到来自诺奖委员会通知其获奖消息的第一反应。当被问到知晓自己获得诺奖后所做的第一件事时,他也如此简单地回答道:“我从睡梦中醒了!”将一位科学家的理性思维表现的淋漓尽致。这位出生于前苏联的科学家言简意赅的回答充分展现其“人狠话不多”的特质。
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在不久之后与诺奖委员会的通话中,Ekimov博士讨论了他四十多年前所进行在有色玻璃中产生量子效应的实验。他解释了他的实验如何证实了他在学生教科书中读到的理论:“我仍然记得那张照片,”他回忆道,“那里有一个量子阱,以及被限制在该量子阱中的电子能级。”Ekimov博士在1981年首次发表关于该主题的研究论文。
参考资料: [1] The Nobel Prize in Chemistry 2023, Retrieved October 4, 2023, from https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/
[2] 3 announced as winners of Nobel chemistry prize after their names were leaked, Retrieved October 4, 2023, from https://www.cbsnews.com/news/nobel-prize-chemistry-3-wnners-after-names-leaked/
[3] Moungi G. Bawendi, Retrieved October 4, 2023, from https://thetech.com/2008/08/29/bawendi-info-v128-n35
[4] Quantum dots, Retrieved October 4, 2023, from https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1601852113
[5] Biography of Louis E. Brus, Retrieved October 4, 2023, from https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0409555102
[6] Trio wins Nobel Prize in chemistry for work on quantum dots, used in electronics and medical imaging. Retrieved October 4, 2023 from https://phys.org/news/2023-10-scientists-nobel-prize-chemistry-tiny.html
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本文来源:药明康德,原标题:《闲暇时喜欢在花园挖洞、曾14个月没有任何数据……一文了解今年三位诺贝尔化学奖得主》