有一天,醫(yī)生把這種機器注入你的血管,它可以自己找到缺陷細胞,釋放攜帶的藥物,或者進行修復。
11月3日,2016年諾貝爾化學獎得主之一、荷蘭科學家伯納德·L·費林加(Bernard L. Feringa)在上海接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)專訪,就“分子機器”的設計合成原理及未來應用展開對話。他說,實現(xiàn)上述“科學幻想”可能還要50年。
要實現(xiàn)這一幻想,需要用到分子機器。不久前,“分子機器的設計和合成”助力費林加等3位科學家獲得2016年諾貝爾化學獎。有著“最小機器”之稱的分子機器,也被視為微型“起重機”、人工“肌肉”和袖珍“馬達”,可能將被用于發(fā)現(xiàn)新材料、傳感器和儲能系統(tǒng)。
▲荷蘭科學家伯納德·L·費林加
諾獎委員會曾表示,“電腦的發(fā)展反映了技術的小型化是如何引領變革的。2016年諾貝爾化學獎的獲得者讓機器變得更袖珍,帶領化學進入一個新紀元?!?/p>
只有頭發(fā)千分之一大小的機器
機器無處不在。費林加說,電動馬達、燃油馬達等都是體積較大的機器,然而,在人們的身體中,也有生物型的機器和馬達,“正是有了它們,人們才能活動肌肉,細胞才能工作”。他指出,“這些是納米級別的馬達”,只有十億分之一米,比微米要小千倍。
費林加的研究正是立足于此。他說,研究者要做的就是納米級別的馬達和機器,和人體內的生物馬達有相似的尺寸大小,但又有區(qū)別,“是用軟物質來制造,屬于合成的馬達”。
澎湃新聞此前報道,“分子機器的設計和合成”助力三位科學家摘得2016年諾貝爾化學獎,其中,費林加完成了分子機器設計與合成“三步走”中的第三步。在1999年,他研發(fā)出能在同方向持續(xù)旋轉的分子旋轉葉片,成為分子馬達的第一人。
分子機器或將用于精準治療
分子機器在現(xiàn)實生活中的應用同樣令人矚目。
據(jù)澎湃新聞此前報道,諾貝爾評選委員會在發(fā)布的新聞公報中指出,這三位科學家對分子的可控運動進行了優(yōu)化,當注入能量時,分子能執(zhí)行任務。對此,費林加告訴澎湃新聞,從今天的納米機器技術到真正制造出首臺納米機器或者納米機器人,可能還需要50年。
同時,他也表示,“在未來的10到15年內,我們可能會發(fā)明出可以自己彎曲、收縮和伸展的材料,智能材料、智能涂料,或是能自我愈合、自我修復的材料等。也可能會有智能藥物,能夠實現(xiàn)更為精確的治療?!?/p>
對于分子機器未來在醫(yī)療領域的可能性,費林加說,“這就像是一部科幻巨作”。
事實上,目前,科學家們正在嘗試開發(fā)一種藥物,以藥劑或藥片的形式進入體內,但不用馬上工作。當需要啟動時,可用光來觸發(fā),通過光照找到感染源,實現(xiàn)精準治療,同時不傷害人體。費林加稱,這種藥物“或許15年內能夠實現(xiàn)”。
費林加說,人們夢想著能夠生產(chǎn)出由分子馬達驅動的分子機器人,有一天,醫(yī)生把這種機器注入你的血管,它可以自己找到缺陷細胞,釋放攜帶的藥物,或者進行修復,“這個科學幻想成為現(xiàn)實可能要50年”。
費林加表示,正如有了馬達,就可能生產(chǎn)出汽車,人類有了納米馬達,就可能生產(chǎn)出納米機器人來。
“也許不是通過我們的體系,而是采用其它方法、不同的馬達,不同的材料,但毫無疑問,這一定會在未來變成現(xiàn)實?!辟M林加說。
費林加此次來上海是作為比利時化工集團——索爾維集團的科研顧問,就研發(fā)課題和未來合作進行討論。他認為,分子馬達作為未來的納米科技還有很長一段路要走,就現(xiàn)階段而言,開發(fā)新材料、新催化劑是一大機會。
索爾維集團科學與技術總監(jiān)梅德威(Pascal Metivier)表示,和費林加的合作主要分為兩個方向,其中包括能讓生產(chǎn)工藝變得清潔、環(huán)保的催化劑。
梅德威稱,未來可以找到新的方法,使現(xiàn)有產(chǎn)品工藝更高效、更清潔,減少二氧化碳的排放,降低對于環(huán)境的影響,“這也是中國目前急需的技術”。