诺贝尔传感器 三位科学家获2023年诺贝尔化学奖：发现和合成量子点，可用于改变材料性能

三位科学家获2023年诺贝尔化学奖：发现和合成量子点，可用于改变材料性能

瑞典皇家科学院10月4日宣布，将今年诺贝尔化学奖授予三名科学家蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和阿列克谢·伊基莫夫，以表彰他们在发现和合成量子点方面所作出的贡献。

颁奖词这样写到，伊基莫夫和布鲁斯成功地创造了量子点（Quantum Dot），而巴文迪则彻底改变了量子点的化学生产。这些纳米技术的最小组件，现在用于OLED电视和LED灯传播光线，生物化学家和医生则用它们来绘制生物组织图。

直径小于10纳米的半导体纳米晶体，则通常被称为量子点。诺奖官方指出，量子点如今已是纳米技术“工具箱”的重要组成部分，而这三位得主都是探索纳米世界的先驱。

研究人员主要利用量子点来创造彩色光。他们认为，在未来，量子点可以有助于柔性电子、微型传感器、更薄的太阳能电池，甚至可能用于加密量子通信。

据诺贝尔奖官网，巴文迪1961年生于法国巴黎；1988年获美国伊利诺伊州芝加哥大学博士学位；现为美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院教授。他改变了量子点的化学生产方式，产生了近乎完美的粒子。

布鲁斯，1943年生于美国俄亥俄州克利夫兰；1969年获美国纽约哥伦比亚大学博士学位；现为美国纽约哥伦比亚大学教授。他是世界上第一位证明流体中自由漂浮的粒子的尺寸依赖性量子效应的科学家。

伊基莫夫，1945年生于苏联；1974年获得圣彼得堡Ioffe物理技术研究所博士学位；曾任美国纽约纳米晶体技术公司首席科学家。1980年代初，伊基莫夫成功地在有色玻璃中创造了依赖于尺寸的量子效应。

2023年每项诺贝尔奖的奖金由去年的1000万瑞典克朗，增加到1100万瑞典克朗，约合人民币725万元，以上三位科学家将平分奖金。

此外，1901年至2022年间，共有189 人获得诺贝尔化学奖。

另据环球时报报道，今日奖项的得主最早应于当地时间今早11点45分公布，但瑞典皇家科学院早在07点31分就发出了一封标题为“他们为纳米技术播下了重要种子”的电子邮件。

其中包含的一份新闻稿指出，“2023年诺贝尔化学奖奖励量子点和纳米粒子的发现和开发，这些纳米粒子非常小，其尺寸决定了其特性”。电子邮件中还包括将上述三位科学家列为获奖者。

事发后，诺贝尔委员会及时澄清，几位委员会成员强调尚未就该问题做出任何决定。

2021年诺贝尔奖陆续揭晓，一起来看获奖科学家的故事

诺贝尔奖委员会6日宣布，德国科学家本杰明·利斯特（Benjamin List）和美国科学家戴维·麦克米伦（David MacMillan）因对“不对称有机催化的发展”做出贡献而获得2021年诺贝尔化学奖。长期以来被认为是“理综奖”，而被物理学家、生物学家甚至是数学家摘得的诺贝尔化学奖，终于颁发给了真正的化学家。

4日下午，2021年诺贝尔生理学或医学奖率先揭晓，美国科学家大卫·朱利叶斯（David Julius）和阿登·帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）因在“发现温度和触觉感受器”方面的贡献获奖。

5日，瑞典皇家科学院宣布，将2021年诺贝尔物理学奖一半授予日裔美籍科学家真锅淑郎（Syukuro Manabe）和德国科学家克劳斯·阿塞尔曼（Klaus Hasselmann），表彰他们“对地球气候的物理建模、量化可变性和可靠地预测全球变暖”的贡献，另一半授予意大利科学家乔治·帕里西（Giorgio Parisi），表彰他“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响”。

现在，我们一起走近这几位科学家，了解他们的研究与他们的故事。

诺贝尔化学奖

本杰明·利斯特:

执着于有机催化的研究

利斯特于1968年出生于德国法兰克福，目前担任德国马普煤炭研究所所长。

他于1993年从柏林弗雷大学毕业，并于1997年在法兰克福大学获得博士学位，他的博士论文主题是维生素B12的合成。

随后，利斯特在美国斯克里普斯研究所从事博士后研究，在这期间，他开始从事有机催化的研究。他于1999年至2003年担任为斯克里普斯研究所分子生物学系助理教授。2003年，他回到德国，任职于德国马普煤炭研究所，并于2005年7月担任该研究所所长。

在马普煤炭研究所，他的工作重点仍然是有机催化。

在20多年的研究生涯里，利斯特获得了许多奖项：德国化学家协会于2003年授予他卡尔·杜伊斯堡记忆奖；2012年获得了奥托巴伐利亚奖；2013年获得了鲁尔艺术与科学奖；2016年获得了莱布尼茨奖。

利斯特还积极参与国际交流。2005年和2008年，他分别成为日本东京学习院大学和韩国成均馆大学的客座教授。自2004年以来，他一直是德国科隆大学有机化学研究所的名誉教授。2018年，他当选为德国自然科学家学会成员。

戴维·麦克米伦：

曾经希望做物理学家

麦克米伦于1968年出生于苏格兰贝尔希尔，目前是美国普林斯顿大学化学教授，2010年至2015年，他还担任化学系主任。

麦克米伦在格拉斯哥大学获得了化学本科学位。1990年，他在美国加州大学尔湾分校攻读博士学位。在此期间，他专注于开发针对双环四氢呋喃立体控制形成的新反应方法。1996年，他获得了博士学位。

麦克米伦在获得博士学位后，前往哈佛大学做博士后研究，主要从事选择性催化的研究，特别是Sn(II)衍生双恶唑啉络合物的设计和开发。

1998年7月，麦克米伦在加州大学伯克利分校开始了独立研究生涯，在化学系任职。他于2000年6月加入加州理工学院化学系，他的团队的研究兴趣集中在对映选择性催化的新方法上。出于个人原因，他于2006年9月转至普林斯顿大学任职。

麦克米伦的团队在不对称有机催化领域取得了许多进展，并将这些新方法应用于一系列复杂天然产品的合成。

此外，2010年至2014年，麦克米伦还是著名化学学术期刊《化学科学》的创始主编。

过去20余年间，麦克米伦也获得了许多的荣誉和奖项：2004年获得英国皇家化学研究所科尔迪-摩根奖章；2012年当选英国皇家学会会员；2012年当选美国艺术与科学院院士；2015年获得哈里森·豪奖；2017年获得野森良司奖；2018年当选美国科学院院士。

在之前的一次访谈中，麦克米伦透露他曾经希望做一个物理学家，但由于求学所在地的物理教室实在太冷，而化学教室更暖和，所以就换了学位。

诺贝尔物理学奖

真锅淑郎：

曾认为自己不会得诺奖

真锅淑郎于1931年生于日本，1958年在东京大学获得博士学位，1958~1963年在美国天气局大气环流部工作，1963~1997年一直在NOAA-GFDL实验室工作，1997~2001年任日本Frontier Research System for Global Change全球增暖项目的主任，2002年至今任普林斯顿大学NOAA-GFDL实验室访问合作科学家。

在1960年代初期，真锅淑郎和同事开发了大气的辐射-对流模型，并探索了水蒸气、二氧化碳和臭氧等温室气体在维持和改变大气热结构方面的作用。这是对全球变暖的长期研究的开始。

1960年代后期，真锅淑郎和合作者开始开发大气-海洋-陆地耦合系统的一般环流模型，最终成为模拟全球变暖的一个非常强大的工具。此外，真锅淑郎意识到耦合模型可以很好地模拟气候的低频变化，因此他们不仅使用耦合模型探索全球变暖，而且研究更长时间尺度的气候的非受迫自然变化。

对深海沉积物和大陆冰盖的分析表明，地球的气候在地质过去期间波动很大。因此在真锅淑郎的研究生涯中，他提出了许多具有挑战性的问题，并试图使用具有各种复杂性的气候模型来回答这些问题。

不过在被问到“气候模型的研究能否成为诺贝尔奖的对象”时，真锅淑郎表示否定，称“我的研究属于古典物理学，我认为不会获得诺贝尔奖”。似乎从一开始就并不追求诺贝尔奖。

克劳斯·哈塞尔曼：

宁愿自己没有得奖，也不希望有全球暖化

克劳斯·哈塞尔曼是欧洲气候论坛（现全球气候论坛）的创始人。他多年来一直担任全球气候论坛的副主席和董事会成员，直到2018年。

哈塞尔曼是一位物理学家，他在海洋学、气象学、气候领域以及在气候变化的社会经济模型领域发表了大量文章。他是德国马克斯·普朗克气象学研究所（MPIM）的创始所长，也是德国气候计算中心前科学主任。

MPIM成立于1975年，旨在进行气候研究。它迅速发展成为国际领先的气候研究所，为政府间气候变化专门委员会的科学评估报告做出了重大贡献。哈塞尔曼最近对气候变化的社会经济建模感兴趣，他希望开发新的系统动态、基于最新的模型来制定和支持气候政策。

对于全球暖化正对人类和地球构成威胁，10月5日，哈塞尔曼在接受采访时称，宁愿自己没有得到诺贝尔奖，也不希望有全球暖化。

乔治·帕里西：

在无序中发现物理规律

乔治·帕里西是意大利罗马大学的理论物理学教授，他的研究重点是量子场理论、统计力学和复杂系统。帕里西的父亲和祖父都是建筑工人。小时候，家人希望帕里西成为一名工程师，但帕里西在阅读科普、科幻小说和数学书籍时，被书中的复杂抽象概念所吸引，想做一些涉及研究的事情。

最初，帕里西在物理和数学专业之间左右为难，但后来，他被物理研究的冒险性所吸引，并将物理学视为在最高智力挑战。

帕里西的成就横跨现代物理学的许多领域，甚至生物学领域。他撰写了许多书籍、文章，这些书籍、文章，以及其中但思想开辟了新的研究领域。

在获得诺贝尔奖之前，帕里西还获得了2021年的沃尔夫物理学奖，因为他是近几十年来最具创造力和影响力的理论物理学家之一。他的工作对物理科学的各个分支产生了巨大影响，涵盖粒子物理学、临界现象、无序系统以及优化理论和数学物理学等领域。

1977年，帕里西与另一位科学家一起发现了进化方程，可以准确描述夸克和胶子在质子和核中的分布方式。帕里西的工作对于通过高能量散射基本粒子以尽可能小的距离分析物质的基本结构是必不可少的。他的结果有助于利用大型强子加速器（LHC）搜索暗物质粒子，也有助于科学家规划未来的加速器实验。

在1979~1984年的另一系列开创性研究中，帕里西引入了复制对称断裂的概念，并将其应用于“自旋玻璃模型”。帕里西关于物质新组织的研究导致了统计物理学的范式转变，并在结构玻璃、神经网络和组合优化理论等其他无序系统中得到了许多应用。

帕里西在研究经典相变方面也进行了高度创新的工作，从而让其他物理学奖有可能在凝聚态系统中发现超对称性。

诺贝尔生理学或医学奖

朱利叶斯：

我随便试试就成功了

1955年出生的大卫·朱利叶斯是土生土长的纽约布鲁克林人。布鲁克林一直是东欧移民的落脚点，他的祖父母逃离了沙俄和反犹主义来到美国，到他这一代已经是第三代移民。

高中时期，和疲惫的上班人一样，从家到学校的漫长通勤很快让朱利叶斯受不了了，他当机立断决定转学。新的高中放学很早，文艺男孩朱利叶斯放学就坐火车进城，逛逛博物馆，看看表演听听音乐。甚至在2018年，朱利叶斯获得了生命科学突破奖，拿了300万美元的奖金，在接受采访的时候，他说会用奖金支持艺术、音乐和科学教育。

转眼就到了该读大学的时候。朱利叶斯本来没仔细想这档子事，刚巧有人告诉他如果对科学感兴趣，就应该申请麻省理工学院。“那就试试呗”，在对生物学知之甚少的情况下，他就随便申请了一下麻省理工，结果，他就去了世界排名第一的麻省理工学院。

有些人就是这么让人嫉妒，不仅老天爷赏饭吃，还被老天爷追着喂饭吃。进大学之后的朱利叶斯渐渐越来越放松，扎进实验室中，迈开了走向诺奖的步伐。

在20世纪90年代后半，朱利叶斯在加州大学做关于辣椒素的研究。有段时间朱利叶斯在考虑要不要克隆辣椒素受体，某日他站在超市里，面对一排排的香料陷入深思，他太太霍莉（也是加州大学旧金山分校的教授）走了过来，仿佛看穿了他的心事，对他说“别再瞎想了，赶紧去吧！”

之后提起这件事，朱利叶斯总感叹：“我做研究的临门一脚，是我太太踢的。”

帕塔普蒂安：

最懂星座运势的科学家

帕塔普蒂安博士是亚美尼亚裔，在黎巴嫩灾难性的长期内战中长大。1986年，18岁的帕塔普蒂安随哥哥逃到美国。为了上大学，他干过各种各样的活儿，如送披萨饼和为一家亚美尼亚语报纸写每周星象分析。

自2000年以来，他任职于加州拉霍亚的斯克里普斯研究中心，目前是该中心的教授。2014年以来，他也是霍华德·休斯医学研究所的研究员。

帕塔普蒂安的主要研究方向是传感器的信号转导。在对于那些由于温度、机械力或细胞体积增加而被激活的新离子通道和受体的识别方面，帕塔普蒂安做出了重要贡献。

帕塔普蒂安和他的儿子

帕塔普蒂安在接受采访时说：“我爱上了基础研究，这改变了我的职业轨迹……在黎巴嫩时，我甚至不知道科学家是一个职业。”

帕塔普蒂安说，他受到吸引研究触觉和痛感，因为这些系统非常神秘。他说：“当你发现一个人们知之甚少的领域时，这就是一个钻研的好机会。”

诺贝尔奖是根据诺贝尔1895年的遗嘱而设立的五个奖项，包括：物理学奖、化学奖、和平奖、生理学或医学奖和文学奖，旨在表彰在物理学、化学、和平、生理学或医学以及文学上“对人类作出最大贡献”的人士；以及瑞典中央银行1968年设立的诺贝尔经济学奖，用于表彰在经济学领域杰出贡献的人。2021年诺贝尔奖于10月4日至11日陆续公布。

图片来源：诺贝尔奖网站

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