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新化学绿生活 信息快报



2016年诺贝尔化学奖 “分子机器的设计和合成”


2016105日,瑞典皇家科学院宣布,将2016年诺贝尔化学奖授予让-皮埃尔?索维奇(Jean-Pierre Sauvage)J?弗雷泽?斯托达特(J. Fraser Stoddart)和伯纳德?L?费林加(Bernard L. Feringa),以表彰他们在分子机器设计与合成领域的贡献。



诺奖委员会表示,“电脑的发展反映了技术的小型化是如何引领变革的。2016年诺贝尔化学奖的获得者让机器变得更袖珍,带领化学进入一个新纪元。”

评选委员会在当天发布的新闻公报中指出,这三位科学家研发出了世界上最小的机器——分子机器,是微型“起重机”、人工“肌肉”和袖珍“马达”的组合。这三位科学家对分子的可控运动进行了优化,当注入能量时,分子能执行任务。

 

分子机器的诞生要追溯到1983年,让 皮埃尔·索维奇踏出了第一步。他成功地将两个环状分子连接成链,形成索烃。通常而言,分子由强共价键连接,在共价键中原子会共享电子。但在链中,他们取而代之,用更为自由的机器连接。一台能够执行任务的机器必须具备能否相互运动的部分。这两个连接在一起的环完美地满足了这一要求。

 

1991年,J.弗雷泽·斯托达特跨出了第二步,他发现了轮烷。J.弗雷泽·斯托达特将一个环形分子套在一个线性分子上,发现该环形分子能够以线性分子为轴移动。围绕着以轮烷为基础的研究,他随后陆续研发出分子“起重机”分子“肌肉”和基于分子的电脑芯片。

 

伯纳德?L?费林加则是分子马达的第一人。在1999年,他研发出能在同方向持续旋转的分子旋转叶片。在分子马达的基础上,他成功地让一只比马达大上1万倍的玻璃杯旋转,还设计了一辆纳米车。



今年诺贝尔化学奖的三位获得者得以让分子系统摆脱平衡的僵局,为其填充能量,实现分子运动的可控性。从发展的沿革来说,分子马达和19世纪30年代的电动机有着的场景。当时,科学们展示着各式各样旋转着的曲柄和轮子,他们没有意识到的是,这将诞生电气火车、洗衣机、 扇子和食物加工器。现如今的分子机器也同样如此,很有可能将被用于发现新材料、传感器和储能系统。






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B1是最早被人们提纯的维生素,1896年荷兰王国科学家伊克曼首先发现,1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯。是由嘧啶环和噻唑环通过亚甲基结合而成的一种B族维生素。因其分子中含有硫及氨基,故称为硫胺素,又称抗脚气病维生素。它是白色粉末,易溶于水,遇碱易分解。


B1的生理功能是维持人体的正常新陈代谢,增进食欲,维持神经正常活动等,缺少它会得脚气病、神经性皮炎等。成人每天需摄入2mg,它广泛存在于米糠、蛋黄、牛奶、番茄、麦麸、黄豆、酵母、瘦肉等食物中,此外,白菜、芹菜及中药防风、车前子也富有维生素B1,现阶段已能由人工合成。


提取到的维生素B1盐酸盐为单斜片晶;维生素B1硝酸盐则为无色三斜晶体,无吸湿性。维生素B1为水溶性维生素,易溶于水,在食物清洗、烹调和加工过程中会大量随水丢失或受热破坏;经烹调后,菜中B1主要存在于汤中。


维生素B1在酸性溶液中很稳定,在烹调时,可适当放醋,以减少破坏;在碱性溶液中不稳定,易被氧化,经氧化后转变为脱氢硫胺素(又称硫色素),在紫外光下可呈现蓝色荧光,利用这一特性可对维生素B1进行检测及定量。


维生素B1在体内转变成硫胺素焦磷酸(又称辅羧化酶),参与糖在体内的代谢,维生素B1缺乏时,糖在组织内的氧化受到影响;它还有抑制胆碱酯酶活性的作用,缺乏维生素B1时此酶活性过高,乙酰胆碱(神经递质之一)大量破坏使神经传导受到影响,可造成胃肠蠕动缓慢,消化道分泌减少,食欲不振、消化不良等障碍。






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