北京白癜风专科医院哪个好 https://disease.39.net/yldt/bjzkbdfyy/年诺贝尔化学奖日前揭晓。历数百年化学诺奖，除了惠及化学自身发展，许多获奖成果也为生物、医学、物理、工程等诸多学科带来了革命性影响，因此也被戏称为“理综奖”。而这正体现了化学改变世界的作用，其影响可谓无处不在。从捕获温室气体到发明无限可循环材料，再到探索生命如何从无到有，化学始终活跃在人类面临重大生存挑战的最前沿。化学家们通过各种手段重组分子、发明新材料，创造了一个又一个奇迹。现代化学究竟有多少神奇“魔法”？来看化学改变世界的七大最新进展。（图片来源：视觉中国）1人造叶子完美的人工光合作用植物摄取能量的本领令人类羡慕万分，它们可通过光合作用自行产生所需要的能量，同时消耗温室气体二氧化碳。要知道，人类为获取能源而燃烧化石燃料，由此释放出的大量温室气体导致气候变暖，这给人类带来了巨大生存困境。如果我们能学会模仿植物的这一技能并大规模推广，是否就能通过将阳光液化，创造出一种清洁绿色的燃料？遗憾的是，光合作用是一种难以复制的化学反应。它涉及捕捉阳光、分解水分子产生质子，并将这些质子与二氧化碳中的碳原子结合，最终产生以糖的形式存在的燃料等多个步骤。在自然界中，这些工作是由经过数亿年进化的蛋白质完成的，而它们只能以不超过1%的效率转化太阳能。不过，科学家仍不愿放弃这个美妙的梦想。十年前，美国哈佛大学化学家丹尼尔·诺塞拉朝着实现人造叶子的目标迈出了第一步，他开发了可以分解水的镍钴催化剂。然而，此后这方面的研究一直进展缓慢。后来，科学家意识到，可将人工叶子中的化学与生物学精髓结合起来，研制仿生叶子。仿生叶子的制造通常采用能有效吸收阳光的材料，以及可将燃料分子拼接在一起的天然蛋白质。英国剑桥大学欧文·赖斯纳领导的一个团队最近使用了一种钙钛矿材料来收集光线，将其与一种叫做甲酸脱氢酶的酶结合，产生的仿生叶可将光线转换为甲酸。甲酸是燃料电池中的一种化学物质，能量转换率达1%——这就可与大自然中植物的能量转换率相媲美。▲科学家研发的第一个人工光合作用系统（nanoletter年15期）年，诺塞拉公开了他的一项发明，这个系统利用可分解水的催化剂产生质子和电子，为生物工程细菌提供养分。这套装置利用阳光将二氧化碳转换为燃料和生物质，能量转换率可达11%。“完美人工光合作用的效率是大自然中光合作用的10到倍。”诺塞拉说。目前，化学家已经在一定程度上解决了人造叶子的问题。在诺塞拉看来，这不只是一个化学问题，甚至也不再是一个技术问题。他认为，之所以不能做到让所有人都用人造叶子生产的燃料来驾驶汽车，更多原因是缺乏必要的基础设施。2分子机器改变未来材料设计十八世纪后期，活塞与棘轮，这些简单的机械装置被结合起来，构成了可代替人工的生产机器，其影响力之广泛，无人能够否认。如今，化学家们开发的分子机器，其开拓性和颠覆性影响堪与蒸汽机比肩。有所不同的是，前者的制造材料是钢铁，而后者则是原子。简单的分子机器已存在了约二十年。分子轮就是一种早期的分子机器，它能沿轴上下移动，形成一种类似于活塞的结构。最早分子机器的发明者是美国伊利诺伊州西北大学的弗雷泽·斯托达特、荷兰格罗宁根大学的本·费林加，以及法国斯特拉斯堡大学的让·皮埃尔·索瓦奇，三人因此于年获得诺贝尔化学奖。现今科学家正在制造和测试更多用途广泛的分子机器。几年前，美国得克萨斯州休斯敦莱斯大学的詹姆斯·图尔和他的同事们发明了一种可以穿透细胞膜的分子机器，这种“钻孔”分子机器可让药物顺利通过细胞膜，以提高药物的针对性和疗效。分子设备还可用来制造更加复杂的分子机器，潜力巨大。生物体一直在利用大自然中的生物分子机器进行着许多有用的工作。例如，核糖体就是用来组装蛋白质的一种生物分子机器。它按照特定顺序将氨基酸分子组合在一起，创造出从指甲中的角蛋白到免疫系统中的抗体等一系列令人惊叹的物质。英国曼彻斯特大学的大卫·利一直致力于人工合成核糖体。他设计出一种沿着线性轨迹移动的环形分子，移动过程中“拾取”一个个分子并将它们拼接在一起。去年，大卫与他的团队将两三台这样的分子机器结合在一起，生产出以设定顺序排列的含有10个氨基酸的肽分子。大卫的分子机器暂时还无法超越大自然中分子机器的水平，但他们还在继续努力。虽然目前还只能合成大约20个氨基酸的核糖体，但人工合成核糖体有着很大的选择优势，“我们有一整个元素周期表上的元素可以选用，分子机器将从根本上改变材料设计的未来”。▲分子机器可以搭载药物，精准运送到病灶（nobelprize
转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbwh/8793.html
转载请注明地址:http://www.abmjc.com/zcmbwh/8793.html
