
弗雷澤 · 司徒塔特爵士從小就喜歡玩建筑模型。成年后,他開始研究分子,制造出了納米機器,并因此榮獲諾貝爾獎。
2024年12月,曾被英國女王授予爵士頭銜的科學家弗雷澤 · 司徒塔特(James Fraser Stoddart)在澳大利亞墨爾本逝世,享年82歲。他因開發由分子制成的微型機器(即納米機器)而與他人共同榮獲2016年諾貝爾化學獎。
弗雷澤爵士與其諾獎的共同得主——讓-皮埃爾 · 索瓦日(Jean-Pierre Sauvage)和伯納德 · 費林加(Bernard L. Feringa)——首次發現了如何用物理鍵而非化學鍵來構建分子。這些分子可以自由移動,并成為納米機器的組成部分。最基礎的分子被稱為索烴,它們就像鏈條中的環一樣互鎖在一起。1983年,索瓦日博士首次合成了這種分子。
1991年,弗雷澤爵士和他的團隊取得了下一步的重大突破:他們創造了被稱為輪烷的分子。這種分子具有環狀分子,環狀分子包裹在形似啞鈴的其他分子周圍,并在“啞鈴”上來回滑動,而“啞鈴”的兩端則能夠防止環狀分子滑落。
弗雷澤爵士并未止步于此。他接著弄清楚了如何使環狀分子在兩個設定點之間滑動,然后又研究出如何將三個輪烷組合在一起,形成一個可以升降0.7納米的平臺,基本上相當于一個分子電梯……這些都促使他最終走向成功。
弗雷澤爵士出生于愛丁堡。在他六個月大的時候,全家搬到了愛丁堡南部的一個農場,他在那里長大,但是那里沒有電。弗雷澤爵士稱之為“一種非常簡單的生活方式”。后來,他進入愛丁堡大學,專攻數學和科學,包括有機化學。大三時,他的教授聘請他加入一個研究小組,這讓他踏上了研究之路。他于1964年畢業,然后在兩年內完成了博士學業。1970年,他成了謝菲爾德大學的教師。
1978年,他被英國一家專門生產除草劑的化學公司——“帝國化學工業”(ICI)——聘為研究員。正是在那里,他開始設想如何用物理鍵構建分子。他的這一想法部分來自該公司用于生產肥料的化學物質的特性。在此之前,研究人員一直試圖通過“同類化學物質匹配”的方式來合成索烴,但成功率不到1%。然而,這家除草劑工廠卻成功地將來自不同化學家族的成分結合在一起。弗雷澤爵士意識到,這可能是設計索烴的關鍵。
他的思路是正確的,但實現起來仍然困難重重。弗雷澤爵士和同事們還面臨著其他科學家的質疑。他們又用了十年左右的時間才成功。在ICI工作了三年后,弗雷澤爵士重返謝菲爾德大學,繼續他的研究工作。1990年,他被伯明翰大學聘用,在那里首次合成了輪烷。后來,他又輾轉于多所大學任職。
他在職業生涯中指導和監督了來自43個國家的400多名學生的博士論文和研究工作,但他更多地是把他們當作合作伙伴,而非學徒。弗雷澤爵士曾表示:“我要創造一些新的東西,讓有驚人才能的年輕人能夠表達他們的創造力。”
資料來源"The New York Times