诺贝尔化学奖重回有机化学!颁给了研究不对称有机催化的他们……#流程工业新闻#
北京时间 2021 年 10 月 6 日下午 5 点 50 分,2021 年诺贝尔化学奖重磅公布,德国马普煤炭研究所所长 Benjamin List、普林斯顿大学化学教授 David W.C. MacMillan 获奖,以表彰他们对“不对称有机催化做出的贡献”。

本杰明·李斯特,1968年生于德国法兰克福,现为德国马克斯·普朗克煤炭研究所所长。
戴维·麦克米伦,1968年生于英国贝尔斯希尔,现为美国普林斯顿大学教授。
虽说奖项方向是众望所归,但是获奖者还是有些意外,本杰明是这个方向德高望重的老科学家,但是麦克米兰非常年轻,年轻到国内对他非常不熟悉。举个最简单的例子,百度百科关于他的词条是昨天临时加进去的,对他的介绍就只有诺贝尔获奖人。

评委会表示在颁奖词中表示:“建造分子是一门艰难的艺术。本杰明·李斯特和麦克米伦因其开发了一种精确的分子构建新工具:有机催化,而获得2021年诺贝尔化学奖。这对医药研究产生了巨大影响,并使化学变得更加环保。”

颁奖词中指出,催化剂是化学家的基本工具,但研究人员长期以来认为,原则上只有两种类型的催化剂可用:金属和酶。本杰明·李斯特和戴维·麦克米伦被授予2021年诺贝尔化学奖,因为在2000年,他们彼此独立,开发了第三种类型的催化作用。有机催化剂有一个稳定的碳原子框架......这意味着这些催化剂既环保又便宜。

自2000年以来,有机催化技术以惊人的速度发展。二位目前仍然是该领域的领导者,他们已经证明了有机催化剂可以用来驱动众多的化学反应。利用这些反应,研究人员现在可以更有效地构建从新药到能在太阳能电池中捕获光线的分子的任何东西。通过这种方式,有机催化剂正在为人类带来最大的利益。

不对称,或者叫手性,是自然界的本质特性之一,就跟我们的双手,一定会有左右手之分,两只手像一对镜像,但是又不能重合。在微观层面上,分子也是呈手性,很多分子都是成对出现,分为左旋和右旋,或者从结构上分为L-型和D-型,两种分法不重合。我们经常听说的左旋肉碱、右旋糖这些术语,都是这么来的。而在身体里面,像氨基酸、核酸等分子,也都是有手性的。

不对称催化反应,指的就是在有机合成的时候,只合成左旋或右旋中的一种分子。如果是一般的合成手段,结果很可能是左右旋各占一半,结果就叫消旋体。不对称催化合成的价值,主要体现在两个方面,一是从应用环境来说,很多时候只有特定手性分子是有用的,比如我们身体中的氨基酸,就只会选择L型,糖则一般都是D型,那么D型氨基酸和L型糖对人体就没什么作用,还会干扰合成过程。另外一方面,不对称合成也是一种更经济的做法,从经济的角度来说,如果按需生产,要L型就做L型,那么就可以少浪费一半原料。所以,不对称合成非常有必要,不管是应用还是经济角度,都是如此。

化学更像处于不同科学领域交接的中心位置,一边接近为其提供理论基础的物理学,另一边又接近生物学,因为生物学科其实是整个化学学科最复杂领域的延伸。

诺贝尔化学奖的领域突破主要集中在 20 世纪。在此期间,化学学科领域有着新的定义与界定,学科分支得到了新突破,包括在先前学科——物理化学基础上的进展,以及发展出的其他子类,如化学热力学、化学变化、化学结构、有机化学,以及一些生物化学领域。当然,这些不同领域之间的边界是分散的,因此许多获奖者会在不止一个地方被提及。

从颁奖数量来看,有机化学占主导地位,有不少于 25 个奖项。此外,有机化学的大量奖项是授予对日益复杂的自然产物的化学研究,更接近生物化学。

在化学领域的另一端,物理化学(包括化学热力学和动力学)则占主导地位,共有 14 个奖项;但理论化学也有 6 个奖项;化学结构是另一个有 8 个奖项的大领域,包括方法发展奖以及确定大型生物分子或分子复合物的结构奖;工业化学在 1931 年首次被认可,但最近的许多基础贡献奖都与工业应用相近,比如聚合物化学。

过去6年诺贝尔化学奖得主名单
2020年——法国和美国科学家Emmanuelle Charpentier、Jennifer A. Doudna获奖,获奖理由是“开发出一种基因组编辑方法”。
2019年——美国和日本3位科学家 John B Goodenough、M. Stanley Whittlingham、Akira Yoshino获奖,获奖理由是“在锂离子电池的发展方面作出的贡献”。
2018年——美国科学家Frances H. Arnoid获奖,获奖理由是“研究酶的定向进化”;另外两位获奖者是美国的George P. Smith和英国的Sir Gregory P. Winter,获奖理由是“研究缩氨酸和抗体的噬菌体展示技术”。
2017年——瑞士、美国和英国3位科学家Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson获奖,获奖理由是“研发出冷冻电镜,用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定”。
2016年——法国、美国、荷兰3位科学家Jean-Pierre Sauvage、J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa获奖,获奖理由是“分子机器的设计与合成”。
2015年——瑞典、美国、土耳其3位科学家Tomas Lindahl、Paul Modrich和Aziz Sancar获奖,获奖理由是“DNA修复的机制研究”。

诺贝尔化学奖小知识
——截至2020年,诺贝尔化学奖共颁发了112次,没有颁发的8年分别是1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942年。
——1901年至2020年,共186人次获奖,实际获奖个人为185人,因为英国科学家Frederick Sanger于1958年和1980年两次获奖。
——112次颁奖中,63次为单独获奖者,24次为2人共享,25次为3人共享。
——最年轻的获奖者是法国科学家Frédéric Joliot,1935年因“合成新的放射性元素”与妻子Irène Joliot-Curie一起获奖,时年35岁。
——最年长的获奖者是美国科学家John B. Goodenough,2019年因“在锂离子电池的发展方面作出的贡献”获奖,时年97岁。他也是迄今为止所有诺奖得主中获奖时最年长的一位。
——185位诺贝尔化学奖得主中,有7位女性。分别是1911年的居里夫人(居里夫人另外还获得1903年的物理学奖)、1935年的Irène Joliot-Curie、1964年的Dorothy Crowfoot Hodgkin、2009年的Ada Yonath、2018年的Frances H. Arnold,以及2020年的Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna。

在球状星团内发现了8个极其罕见的“毫秒脉冲星”
By Harry Baker
2021/5/10
Science & Astronomy
这些宇宙时钟能帮助研究人员回答物理学中的大问题。

艺术家的一个毫秒脉冲星和它的恒星伴星的印象。(Image credit: European Space Agency & Francesco Ferraro (Bologna Astronomical Observatory))
一个国际天文学家小组已经在银河系周围发现了8颗隐藏在密集的星团内罕见的毫秒脉冲星。
脉冲星是一颗中子星------城市大小的天体,有一个至少是我们的太阳的质量的1.4倍的质量,这从它们的母恒星的爆炸死亡浮现。由于它的强磁场,在每个极发放出两束射电波,同时也因为它的难以相信的大质量而快速自旋。从我们的角度来看,它们看起来像闪烁的星星一样,仅当这些光束直接照射到我们时才能看到。
意大利卡利亚里天文台的博士后研究员亚历山德罗•里多尔菲告诉《生活科学》杂志,“绝大多数脉冲星每隔几百毫秒多绕一圈”或者一秒旋转几圈。“另一方面,一颗毫秒脉冲星是每秒自旋数百圈的脉冲星,或者同样每圈几毫秒”。
在一项新的研究中,里多尔菲和他的同事们使用猫鼬望远镜(MeerKAT)-----一个由南非射电天文台(SARAO)运行的64个单独的卫星天线------来专门的搜索毫秒脉冲星,这些脉冲星比更慢自旋的脉冲星罕见得多。为此,他们集中在9个球状星团上------一个被它们自己的引力结合在一起并在银河系边缘外环绕的恒星的集合,他们在其中五个星团中发现了8个毫秒脉冲星,使它成为迄今为止最大的毫秒脉冲星研究之一。

近距离观察构成猫鼬射电望远镜的64个天线盘中的两个。 (Image credit: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO))
双星系统
毫秒脉冲星是非常罕见的,因为它们的快速自旋只能在双星系统中取得。在这样的系统中,两个恒星体彼此围绕着旋转,里多尔菲说,对于脉冲星来说,中子星的伙伴通常是一颗像我们的太阳一样的恒星,但偶尔的双星的一个成员是某些更奇异的比如一颗白矮星、另一颗中子星、甚至一个黑洞。
里多尔菲说,“要达到这样高的转速,中子星需要通过从一颗伴星那里很长时间偷物质获取旋转运动”,这意味着数十亿年。“因此,毫秒脉冲星只能在双星系统中形成,并且比其它的脉冲星要罕见得多”。
然而,球状星团充满了恒星并受到强的引力,这使得双星系统更有可能来形成。因此,这些区域内更多的脉冲星可能变成毫秒脉冲星。
里多尔菲说,“在球状星团中,超过90%的已知脉冲星都是毫秒脉冲星。已知的毫秒脉冲星中有一半以上被球状星团宿主着”。
宇宙的时钟
天文学家喜欢研究毫秒脉冲星,因为它们以一个恒定的速度自旋。
里多尔菲说,“毫秒脉冲星能被看作是超级精确的宇宙时钟。它们比更长周期的脉冲星旋转更稳定,因此更适合于高精度的实验”
里多尔菲说,例如,这些涡旋的宇宙灯塔能被用来测量中子星的质量,研究双星系统的演化,探测引力波,定位在球状星团中心的黑洞,测试广义相对论------爱因斯坦的物质怎样扭曲空时的理论,以及进行许多更复杂的物理实验。
研究人员对其中一颗新的毫秒脉冲星PSRJ1823-3021G特别感兴趣,因为它有一个不同寻常的轨道。
里多尔菲说,它是一颗在非常椭圆轨道上的双毫秒脉冲星,这是一个交换同伴的结果。里多尔菲说,很有可能中子星最初与一颗更轻的伴星处在轨道上,后来由于一个接近的遭遇被当前的、质量更大的伴星所取代。
里多尔菲说,它也是新毫秒脉冲星中最大的一颗,可能比我们的太阳是的更重两倍多。

像猫鼬这样的先进的新射电望远镜阵列正在允许天文学家来发现比以往任何时候都更多的毫秒脉冲星。 (Image credit: South African Radio Astronomy Observatory (SARAO))
望远镜升级
里多尔菲说,尽管理论上在球状星团中毫秒脉冲星非常常见,但毫秒脉冲星已经罕见的从隐藏出来。
然而,包括猫鼬在内的先进新望远镜最终允许天文学家来窥视球状星团内部并发现更多的它们。
里多尔菲说,“随着刚刚建造的这个新望远镜,我们已经将球状星团脉冲星的数量颠簸了,在短短几年内增加了近50%”。
这项研究只使用了构成猫鼬望远镜的44个天线;里多尔菲说,来自同一研究项目的猫鼬瞬态和脉冲星(TRAPUM)的天文学家已经正工作在一个新的球状星团脉冲星勘察上,将所有64个天线盘聚焦在28个球状星团上,这可以潜在的发现几十更多的毫秒脉冲星。
里多尔菲说,“在这些发现中,我们非常希望来发现一个由两个毫秒脉冲星或一个围绕一个恒星质量的黑洞的脉冲星组成的双星系统,那将是脉冲天文学的圣杯之一”。
里多尔菲说,在未来,甚至像平方公里阵列这样的更大的望远镜阵列------一个由来自世界各地的数千个天线盘和数百万个天线组成的望远镜阵列------其中猫鼬将是一个部分也将帮助发现更多这些快速旋转的脉冲星,并帮助回答更多关于宇宙的问题。
这项研究于4月28日发表在《英国皇家天文学会月刊》期刊上。
最初发表在《生活科学Live Science.》杂志上。
https://t.cn/A6V71r1A

【每天浇筑6至7根桩基,崇文大道跨宁安大道跨线桥6月底主线通车】3月9日,济宁崇文大道跨宁安大道跨线桥项目现场,两台旋挖钻机正在加紧施工,每天可浇筑6至7根桩基,目前已完成11根桩基浇筑,预计3月份完成所有桩基施工。装配式生产基地已完成3片预制箱梁、3根预制墩柱的生产工作,预计4月初完成所有预制箱梁、预制盖梁、预制墩柱浇筑工作。自年后复工以来,崇文大道项跨宁安大道跨线桥目大干4个月,6月底主线通车,向“建党100周年”献礼。(齐鲁晚报·齐鲁壹点)


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