发明空调那个人有没有得诺贝尔奖啊？_百度知道
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发明空调那个人有没有得诺贝尔奖啊？
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要是没有空调我估计我都活不过夏天了，解决了因夏季湿度太高，而导致纸张变形无法印刷的难题。而后的100年间，开利和开利博士所设立的开利公司致力于空调技术的不断创新。
我也觉得他很伟大开利博士于1902年为纽约布鲁克林的一家印刷厂设计了一套空调系统
采纳率：64%
从而导致有色墨水失调，该空调系统就是为他设计的被称为制冷之父的英国发明家威利斯·哈维兰德·卡里尔（有的地方译作开利）于1902年设计并安装了第一部空调系统。美国纽约的一个印刷商发现温度的变化能够造成纸的变形。卡里尔的专利1906年得到注册
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漫游诺贝尔奖创造的世界：物理学之旅（韩）李钟镐 著（印）&&&拍品编号：&
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导读：[size=22][color=#000][face=Arial] 与爱迪生死磕了一辈子 11次婉拒诺贝尔奖放弃成为世界首富 为科学事业终身不娶每天只睡2个小时拥有700项发明 最终却死于贫穷被称为“神
尼古拉?特斯拉
出生在克罗地亚的一个塞族家庭
[color=rgb(63, 63, 63)][face=Arial][size=14]
与爱迪生死磕了一辈子 11次婉拒诺贝尔奖放弃成为世界首富 为科学事业终身不娶每天只睡2个小时拥有700项发明 最终却死于贫穷被称为“神他，就是尼古拉?特斯拉 1856年尼古拉?特斯拉出生在克罗地亚的一个塞族家庭 特斯拉的出生地出身卑微家境贫困未受过系统的大学教育24岁了还没找到工作 24岁的特斯拉特斯拉的出场全无天才的气质甚至可以说是一个失败者1882年成为一家电话公司的工程师特斯拉开始展现才华设计出第一台感应电机模型1884年带着前雇主的推荐信特斯拉第一次来到美国见到了传说中的爱迪生 爱迪生托马斯?爱迪生对就是发明灯泡的那位看到推荐信爱迪生当即决定聘用特斯 特斯拉被爱迪生创立的通用电气公司聘用因为信上写的是“我知道有两个伟大的人，一个是你，另一个就是这个年轻人。”从简单的电器设计开始到解决棘手的难题特斯拉的天赋爱迪生都感到惊讶特斯拉重新设计了直流电机索取事先答应的5万美金报酬时爱迪生却拒绝了他爱迪生：特斯拉，您并不懂得美国式的幽默特斯拉：呵呵特斯拉要求薪水从18美元涨到25美元爱迪生还是拒绝了他特斯拉：呵呵连25块都不给特斯拉愤而离职走，创业去！爱迪生与特斯拉从相爱走向相杀还是要从直流电与交流电说起爱迪生是直流电的死忠特斯拉主推交流电可以说直流电与交流电之争决定两家公司的生死 特斯拉与交流电机两个伟人开始了死磕为了“黑”交流电爱迪生大开脑洞贿赂政府官员把死刑由绞刑改为交流电电刑 交流电电刑椅甚至雇用小学生用交流电将流浪猫狗电死以此宣传交流电的危险性特斯拉则笃定“你黑不黑，交流电就在那里”的信念发明了异步电动机通过哥伦比亚博览会的照明工程展示交流电的可靠性和安全性最终赢得了“电流之战”哥伦比亚世界博览会鸟瞰图交流电也取代直流电成为主流奠定了现代电力的基础因此特斯拉而非爱迪生才是真正的“电气时代之父”上面的爱迪生可能与你印象中的不太一样下面的介绍可能再次颠覆你的“三观”无线电是谁发明的伽利尔摩?马可尼 伽利尔摩?马可尼他还因此获得了1909年的诺贝尔物理学奖事实是，特斯拉1897年就获得了无线电技术的专利 特斯拉关于无线电信号传输的专利在爱迪生的干预下，美国专利局撤销了特斯拉的专利权，转而授予马可尼。1943年，美国最高法院重新认定尼古拉?特斯拉的专利有效，宣布马可尼的无线电专利无效。雷达是谁发明的？罗伯特?沃特森?瓦特 罗伯特?沃特森?瓦特这个英国人在1935年发明了第一台实用雷达。事实是，早在1917年，特斯拉就向美国海军提出了这个想法。巧的是，爱迪生当时是海军研发中心的头儿，然后，就没有然后了。X射线是谁发现的？威廉?康拉德?伦琴 威廉?康拉德?伦琴他还因此获得了诺贝尔奖物理学奖事实是，特斯拉先于伦琴发现X射线并警告说这个东西很危险拒绝实施医学实验 特斯拉拍摄的X光手部照片而他的“好基友”爱迪生却本着“敌人反对的便是我们支持的”的理念，玩命做X射线的医学实验。最后，因长期暴露在辐射环境中，爱迪生的助手截肢保命，自己也险些失明。当然，特斯拉也不全都是“替他人做嫁衣”他发明了遥控器发动机火花塞霓虹灯现代电动机…… 特斯拉设计的感应电动机他建起了世界上第一个水利发电站——尼亚加拉水电站 特斯拉建起的尼亚加拉水电站他第一次成功记录接收了来自外太空无线电电波，他在一百多年前就持有晶体管的专利。你也许会说这些发明乍一听很牛逼但想想也就那么回事在科技大爆炸的时代没有什么稀奇的好吧，下面就介绍一下特斯拉的黑科技1898年特斯拉制造了能产生人工地震的振荡器在输入频率时差点将纽约市夷为平地
特斯拉与实验装置1899年特斯拉造出一大堆球状闪电这是迄今为止世界上唯一一次在实验室制造出球状闪电 马克吐温（中）、特斯拉（后）与球状闪电1901年特斯拉建造了沃登克里弗塔用于横跨大西洋的无线电能传输实验 沃登克里弗塔现在手机吹嘘的“无线充电技术”其实是特斯拉100年前玩剩下的
特斯拉的无线照明特斯拉还设计过一种”没有机翼，没有副翼，没有螺旋桨，没有其他外部装置的飞机“飞行速度极高完全通过反作用实现续航和驱动 特斯拉设计的飞行器如果说上面这些都是科学家或发明家的职业范围那么下面这个就有那么一点不务正业了特斯拉百忙之中还对爱因斯坦的进行了批判认为“相对论”大部分都是错的提出了一套自己的理论 爱因斯坦 除了在科学上卓有建树，他还是一名诗人、哲学家、音乐鉴赏家、养鸽专家、语言学家、吠陀专家。 他精通八种语言，塞尔维亚语、英语、捷克语、德语、法语、匈牙利语、意大利语、拉丁语。他牛逼到被誉为“科学之神” 特斯拉登上《时代》封面以至于江湖上满是他的传说：特斯拉的漫画形象[indent]有人说，他预测出第一次、第二次世界大战；有人说，他预见了泰坦尼克号的沉没；有人说，他制造了通古斯大爆炸，威力是广岛核弹的1000倍；有人说，他可以利用电磁，穿越时空；有人说，FBI将他的照片挂在机密大楼的头号位置。……[/indent]而事实是——他真挚、谦逊，穿着考究、谈吐幽默、举止高贵 特斯拉与记者他为了献身科学研究事业终身不娶他每天只睡2个小时独自取得700多项发明专利合作开发1000种以上他被诺贝尔物理学奖提名11次全部让贤作为交流电的发明人一年之内就可以靠专利费成为世界首富他却毅然将“交流电专利”撕毁免费向社会开放最终一生贫困潦倒1943年尼古拉?特斯拉在贫穷、孤独中去世今天提起特斯拉大部分人想到的只是一辆电动车而非一位科学家 特斯拉电动车特斯拉电动车的粉丝可能不知道2003年一个叫马斯克的科技狂人创办了一家很酷的电动汽车企业取名特斯拉正是为了致敬他的偶像：尼古拉?特斯拉电气之王科技怪才发明狂人科学之神……他只是一个对世界满是好奇孩子他看重的是科学的突破与创新秉持的是一颗“赤子之心”百年前这个科学赤子如流星般划过点亮了整个地球
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24小时热文为什么袁隆平没有被授予诺贝尔奖？ - 知乎7被浏览9219分享邀请回答0添加评论分享收藏感谢收起22 条评论分享收藏感谢收起查看更多回答2016诺贝尔奖大盘点
2016诺贝尔奖大盘点
三名科学家分享2016年诺贝尔物理学奖
&瑞典皇家科学院当天宣布，将2016年诺贝尔物理学奖授予三名在美国高校工作的科学家，以表彰他们在物质的拓扑相变和拓扑相方面的理论发现。新华社发（石天晟摄）
&&&这是10月4日在瑞典斯德哥尔摩拍摄的、获得2016年诺贝尔物理学奖的三位科学家（从左至右）戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨的照片。
当地时间10月4日，诺贝尔物理学奖评委会在斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院宣布，2016年诺贝尔物理学奖授予三位美国科学家：戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨，以表彰他们在拓扑相变和拓扑相研究领域做出的重要理论发现。
大卫·J·索利斯 （David J.
Thouless），凝聚体物理学家。1934年生于英国贝尔斯登，1958年获得康奈尔大学博士学位，现任华盛顿大学物理学教授。
F·邓肯·M·霍尔丹（F. Duncan M.
Haldane），1951年生于英国伦敦，1978年获得剑桥大学博士学位，现任美国普林斯顿大学物理学教授。
J·迈克尔·科斯特利兹（J.
Kosterlitz），1942年生于英国阿伯丁，1969年获得牛津大学博士学位，现任美国布朗大学物理学教授。
3位科学家将分享800万瑞典克朗奖金。其中奖金的一半颁给美国华盛顿大学的大卫·J·索利斯，另一半由美国普林斯顿大学的邓肯·霍尔丹与布朗大学的迈克尔·科斯特利兹共享。索利斯和科斯德里茨两位科学家是在上世纪70年代最早从事拓扑相变研究，在经典系统中发现所谓的拓扑相变；霍尔丹则在电子物理材料系统中研究拓扑超导。诺贝尔基金会的官员们使用没有洞的肉桂卷、一个洞的面包圈和两个洞的碱水面包解释起了抽象难懂的拓扑是怎么回事。他们解释：在拓扑上，这几种因为洞的数量不一样而结构完全不同的物质，或许能在未来的材料科学和电子学中找到用武之地。
诺贝尔奖评选委员会这样写道：今年的三位诺贝尔物理学奖得主采用先进的数学方法研究了物质的不寻常阶段的奇异状态，如超导体、超流体或磁性薄膜等等。他们的先驱性工作为搜寻物质的奇异新状态奠定了基础，或许能在未来的材料科学和电子学中找到用武之地。
何为“拓扑”？斯坦福大学物理学教授张首晟介绍，拓扑是一个几何学概念，描述的是几何图案或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。“很多美国人吃点心时，右手拿着一只咖啡杯，左手拿着一个面包圈，这两样东西的形状看上去完全不一样，但它们的拓扑性质是一样的，面包圈可以通过一系列形变，变成咖啡杯。”物理学界公认，索利斯、霍尔丹和科斯特利茨在上世纪70—80年代做的一系列研究，首次将拓扑学原理引入凝聚态物理学的基础理论，具有开创性意义。
所谓“相变”，是物质从一种相转变为另一种相的过程，并伴随物质性质的改变。物质系统中，物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为“相”。
复旦大学物理学系教授陈钢介绍，上世纪70年代，索利斯和科斯特利茨合作，在研究二维材料有限温度下的超流体相变时，发现了“KT相变”（以两人姓氏的首字母命名）。上世纪80年代初，索利斯等人用拓扑学原理描述整数量子霍尔效应的TKNN不变量。
霍尔丹之所以被授予诺奖，也与“拓扑”有关。上世纪80年代，他系统地研究了一种一维线性材料的“量子自旋链”，指出了这种物理现象背后的拓扑原因。
换句话说，这种伟大的物理学成就到底是做什么用的？它开创了怎样的人类应用未来呢？有人说，今年的物理学奖获奖人开启了通往奇异物质状态研究的未知世界的大门，他们的成果促成了物质科学理论方面的突破并带来了新型材料研发方面的崭新视野。剑桥大学物理学者丹尼斯艾伦解释：这一领域中拓扑绝缘体、拓扑超导体和拓扑金属如今已成为热议话题。而在过去的十年中，这些技术一直处于凝聚态物理研究的前沿，人们希望拓扑材料能被应用于新一代电子超导体或未来的量子计算机中。目前的研究就正在揭示今年的诺贝尔奖获得者们所发现的这种物质的秘密。“比如以前我们认为，物体只有‘导体’和‘绝缘体’之分，然而‘拓扑绝缘体’是‘第三类物质’，科学家认为它能给计算机领域带来进一步革命性进步。”
人类的计算机技术已经到达发展瓶颈。比如说我们经常遇到电脑发烫，难以散热的困扰。如果从经典热力学的观点来看，由于封闭系统中的运动总是从有序到无序，因此电路中电子的有序运动最终才会转换成无规则的热运动耗散掉。而刚好，“拓扑绝缘体”的表面导电现象是无损耗的。因此如果能加以利用，将给计算机领域带来质的飞跃。
2016诺贝尔生理学或医学奖&
&瑞典斯德哥尔摩当地时间10月3日中午11时30分，2016年诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典(Yoshinori
Ohsumi)，以表彰他发现了细胞自噬的机制。
&&该奖项于1901年首次颁发，由瑞典首都斯德哥尔摩的医科大学卡罗琳学院负责评选，颁奖仪式于每年12月10日(诺贝尔逝世的周年纪念日)举行。
2015年中国科学奖屠呦呦获得诺贝尔生理或医学奖，成为亚洲第一位获得这一奖项的女性科学家，也让这一奖项更为中国人所熟知。
诺贝尔生理学或医学奖奖章图案是拿着一本打开书的医学之神，正在从岩石中收集泉水，为生病的少女解渴。奖章上刻有一句拉丁文，大致翻译为：新的发现使生命更美好。
诺贝尔生理学或医学奖对于世界来说，被认为是一个很伟大的奖项，因为它所研究出来的东西，很多为人类的生命健康作出了突出贡献。
这名71岁的权威学者，因探明细胞分解自身蛋白质进行循环利用的“自噬作用”(Autophagy)机理，而获此顶级评价。
“自噬”系指细胞吞噬自身细胞质蛋白或细胞器的过程，细胞借此分解无用蛋白，实现自身代谢需要和某些细胞器的更新。
由此，继去年与中国学者屠呦呦同获该奖的大村智之后，日本学者连续摘取生理学医学诺奖。这也让获得该奖的日本学者人数累计达到4人。
而为东瀛上下津津乐道的还包括，这已是日本学者连续三年出现在诺奖获奖者行列中。从而再度形成该国一波诺奖“小高潮”。
出生于日本福冈县的大隅良典早年毕业于东京大学教养学部，之后赴美留学。返回日本后在位于爱知县的基础生物研究所担任教授等职。
在其研究室得知获奖消息的大隅良典对此间媒体称，他想以此告诉年轻人，搞科学研究并不会都成功，但挑战十分重要。他称，做别人未做的，是其信念。人们身体中所发生的这种“分解”，其实当时并不太为人关注，但深入探究就会明白，对体内多余之物和危险的蛋白质进行积极破坏，让细胞保持清净状态，这是多么重要。这个问题如今已获医学界注目。
大隅良典谦称对获奖感到惊讶，但其实这一结果并不出人意料。早在上个世纪，他便首次发现控制细胞“自噬”机理的遗传基因。并在此后不断发现同样的基因，从而对相关机理的全貌进行了深入探析。之前他已由此而获多个有影响的学术奖项。
此间有专家指，十分期待经由该课题的持续深入，能够有助于预防和治疗由细胞自噬引发的癌症和神经类疾病。
2016年诺贝尔化学奖揭晓三位科学家分享奖项
中新网10月5日电据诺贝尔奖官网消息，瑞典皇家科学院于当地时间5日宣布，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。
诺贝尔奖官网介绍，让-皮埃尔·索维奇1944年出生于法国巴黎，现在任职法国斯特拉斯堡大学。J·弗雷泽·斯托达特1942年出生于英国爱丁堡，现任职美国西北大学。伯纳德·L·费林加1951年生于荷兰，现任职荷兰格罗宁根大学。
诺贝尔化学奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产作为基金创立的5项奖金之一。
诺贝尔化学奖由瑞典皇家科学院从1901年开始负责颁发，至今总共颁发了107次。期间只有、、、这八年没有颁发。诺贝尔奖奖项空缺，除了受到两次世界大战影响之外，还受到了诺贝尔奖组委会“宁缺毋滥”的评奖理念的影响。
该奖项于每年12月10日，即阿尔弗雷德·诺贝尔逝世周年纪念日颁发。诺贝尔化学奖是为了表彰前一年中在化学领域有最重要的发现或发明的人。
截至2015年，诺贝尔化学奖共有172位获奖者。其中英国生物化学家弗雷德里克·桑格在1958年和1980年两次获得诺贝尔奖，因此历史上获得诺贝尔奖的总共只有171人。
信息技术的发展带来了小型化的技术革命，今年获得诺贝尔化学奖的工作把化学研究带入了一个全新的维度。
1983年，让-皮埃尔·绍瓦热迈出了通往分子机器的第一步，他将两个环状分子连成链状，并将其命名为索烃。随后的1991年，斯托达特成功制备了轮烷，其中一个分子为链，一个分子为环，环分子可以绕链转动。在此基础上，科学家成功研制了分子起重机、分子肌肉和分子芯片。费林加则是发展分子发动机的第一人。1999年，他制备了一种能够持续朝一个方向转动的分子发动机，用它转动了比它大一万倍的玻璃杯，并且设计了一个微型车。
本届诺贝尔奖获奖者带化学走出了僵局，并用给予能量的方式控制了分子的运动。从发展的眼光看，分子机器之于我们正如电动机之于19世纪的科学界先辈，那时他们并不知道这些线圈和磁石会化为电车、洗衣机、电风扇等等走进千家万户。分子机器很有可能会在未来的新材料、传感器、储能系统等领域大显身手。
2015年12月号的《环球科学》中的《分子与火箭》（观察者网注：译自《自然》杂志日的“The tiniest Lego: a
tale of nanoscale motors, rotors, switches and
pumps”一文）就着重介绍了斯托达特和费林加的工作，斯托达特在采访中说：“这一领域的研究已经走过了漫长的道路，现在是时候向外界证明它们是有用的了。”而获得2016年的诺贝尔化学奖，对于分子机器这个前景无限的新兴领域，无疑是最好的鼓励。以下为正文：
分子马达与纳米火箭
撰文 马克·佩普洛（Mark
一个机器人沿着预定轨道缓慢行进，时不时停下来伸出手臂收集一下零件，并把收集起来的零件放置在背后一个特别设计的结构里。一处收集完成后，机器人继续向前行进，重复这一过程——直到按照既定设计把一连串的部件全部收集完毕。
如果不告诉你这条流水线其实只有几纳米长，你可能会以为上面描述的是一个高科技工厂中的场景。而在这条纳米流水线中，零件是氨基酸，多个零件则串成了一小段多肽。完成这一系列任务的机器人由英国曼彻斯特大学的化学家戴维·利（David
Leigh）所设计，这也是迄今为止在分子尺度上设计出的最复杂的机器人之一。
这个机器人并不孤单，因为它的“父亲”戴维·利只是逐渐壮大的“分子建筑师”大军中的一份子。他们希望通过化学手段去模拟活细胞中可像机器一般发挥作用的生物分子，比如沿着细胞内微观结构移动的驱动蛋白，或是通过读取遗传密码合成蛋白质的核糖体。
在过去的25年里，研究人员已经设计并制造出了大量可以像乐高积木一样在纳米尺度上完成组装的分子机器部件，包括分子开关、分子棘轮、分子马达、分子连杆、分子环和分子推进器等。由于分析化学工具的不断改善以及构建有机大分子的相关反应的日渐成熟，这一研究领域得到了迅猛发展。
然而，这一领域目前的发展到达了一个转折点。“我们已经制造出了五六十种不同的（分子）马达，”荷兰格罗宁根大学的化学家本·费林加（Ben
Feringa，2016年诺贝尔化学奖得主）说道，“我现在更关心的是怎么使用它们，而不是再造出一种新的马达来。”
这一迹象在今年6月份的美国戈登会议（US Gordon
conferences）上就已清楚地出现。这一在学术界有着举足轻重地位的会议今年首次将“分子机器及其潜在应用”作为重点议题，标志着该领域的研究进入新的纪元——本次会议的组织者、以色列魏茨曼科学研究所的化学家拉法尔·克莱因（Rafal
Klajn）如是说。戴维·利也说：“在15年内，分子机器领域的研究将成为化学和材料设计领域的核心部分。”
要达到戴维·利所期望的目标并非易事。首先，研究人员得知道如何让数以亿计的分子机器协同工作，产生可观测到的宏观效果，除此之外，研究人员还需要让这些分子机器易于操控，保证它们可以在不间断的情况下完成无数次操作。
这也就是为什么该领域的众多专家并不期望分子机器的首批应用会涉及到多么复杂的结构。但他们认为，组成这些分子机器的基本部件将会在众多的科学领域中得到应用：比如用于靶向释药的光敏开关，或是可以根据光信号进行伸缩运动或储能的智能材料，这意味着分子建筑师们需要与其他可能从“分子零件”中受益的领域展开合作。克莱因说：“我们必须让这些合作伙伴们相信，
分子零件 绝对可以给他们带来惊喜。”
分子穿梭机
我们现在看到的很多分子机器，其原型都可以追溯到1991年由化学家弗雷泽·斯托达特（Fraser
Stoddart，2016年诺贝尔化学奖得主）所设计的一个略显粗糙的分子器件。这个分子体系也就是今天我们常常会听到的“轮烷”（rotaxane），由一个环状分子和一个穿过此环状分子空腔的链状分子共同组成。链状分子的两端在结构上具有较大的空间位阻，可以防止套在其中的环状分子滑脱，在靠近两端的地方还含有可与环状分子发生键连作用的化学基团。斯托达特在研究中发现，环状分子可以在链状分子两端的化学位点之间来回移动，由此他设计出了第一个分子级的短程穿梭装置。
1994年，斯托达特改进了他的设计，让链状分子的两端分别带有不同的结合位点，这一新的分子穿梭机在水溶液中试验成功。改变溶液的酸碱度，可以让环状分子在位点间实现可逆的来回移动，使得该“穿梭机”在某种程度上变成了一种可逆型开关。这种可逆型开关在未来不仅可用于制造热敏、光敏或是感受特定化学物质的传感器，还可用做体内纳米级药物载体的开关，在正确的时间和地点释放药物。
斯托达特的分子开关具有两个非常重要的特质，这也正是分子机器的两大特点：
第一，环状分子与链状分子在位点结合的相互作用并不是高强度的共价键，而是带正电区域与带负电区域之间的静电吸引作用。这种作用相对较弱，换句话说，环状分子与链状分子之间的结合可以随时被打破与重建，就像双链DNA间的氢键一样。
第二，斯托达特设计的分子“穿梭机”并不需要外在能量就能完成往复运动：装置运行的驱动力来源于溶液中分子间的相互碰撞，也就是常说的布朗运动。
在这之后，五花八门的分子开关层出不穷。有的是基于光或温度的变化，有的则是通过结合溶液中特定的离子或分子来实现开/关，而后者的原理与细胞膜上的离子通道响应外界化学信号来进行开/闭的工作模式如出一辙。
然而，斯托达特却在这股潮流中将他的研究引向了另一个方向。他与加州理工学院的詹姆斯·希思（James
Heath）合作，用数百万个轮烷制造出了一个三明治型的数据记录装置。这些轮烷被夹在硅电极与钛电极之间，可在电信号的作用下从一种状态切换到另一种，由此完成数据的记录。
这一“分子存储器”长约13微米，可记录16万比特的信息，每比特对应几百个轮烷分子。这样的存储密度相当于每平方厘米可存储约100GB的数据，与目前最好的商用硬盘相比也毫不逊色。斯托达特的团队用该数据记录装置中最稳定的24个比特单位，存储并检索出了“CIT”三个字母（加州理工学院的首字母简称）。
但他的这一装置并不结实，使用了还不到100次，就土崩瓦解了。一个可行的解决办法是将它们加载到更坚韧的多孔材料——金属有机骨架材料（metal-organic
framework，MOF）上。这种材料不但可以保护装置，还可以通过有效的组织形成精确的3D阵列。
今年早些时候，加拿大温莎大学的罗伯特·舒尔科（Robert
Schurko）和斯蒂芬·勒布（Stephen
Loeb）宣布，他们已经可以在每立方厘米的金属有机骨架材料中嵌入大约10^21个分子穿梭机。而就在上个月，斯托达特公开了另一种加载有“开关型轮烷”的金属有机骨架材料。该材料与一个电极相连，通过改变电压，可以让全体轮烷分子同时完成开关状态的转变。
研究金属有机骨架的专家希望这些结实的3D骨架能够提供比传统硅晶体管更高密度的分子开关，并且让这些分子开关在转换时更易控制，以便提供超强的数据存储能力。“用科幻的眼光展望，我们希望让每一个分子都可以存储一比特的信息。”勒布说道，“但更现实的想法是让一块包含有上百个分子开关的金属有机骨架材料存储一比特的信息。只要骨架材料上大部分的分子开关都运行良好，它们就可以用来有效地编码数据。”
还有一些科学家利用轮烷来制造可切换型催化剂。2012年，戴维·利在其发表的文章中介绍了一种带有氮原子的轮烷系统。氮原子位于链状分子的中段，即环状分子包围着的位置。当向该系统加入酸性溶液时，环状分子会移向轮烷的一端，将中间的氮原子暴露出来。这时，氮原子就可以作为催化剂去催化某些化学反应。而就在去年11月，戴维·利又将他的研究推进了一步：他设计了一种含有两个不同催化位点的轮烷系统。当环状分子从一端移向另一端时，轮烷的反应活性也会随之改变，因此该系统可以用两种不同的方式来处理体系中的分子混合物。
戴维·利现在的研究目标是模拟细胞中的酶——把多种不同的可切换型催化剂投放到同一个溶液体系中，利用它们各自的催化特点，使目标分子能够按照一定的反应顺序生成更加复杂的最终产物。
1999年，第一台分子马达的成功合成又将这一领域的研究向前推进了一大步。分子马达由费林加的团队完成，含有两个相同的“叶片”单元，叶片之间通过碳碳双键加以固定。当用大量的光能打破叶片间的化学键时，叶片便可以旋转起来。尤为关键的是，叶片形状经过特别的设计，可以保证它们只绕同一个方向旋转。因此，只要能提供合适的光能和热能，这台马达便可以持续转动。
费林加用类似的分子马达制造出了四轮驱动的纳米车。在另一项研究中，他在液晶薄膜中掺杂了分子马达，后者可以让液晶薄膜产生足够大的扭曲度，从而使放置在膜上的玻璃棒缓慢转动。这根玻璃棒长达28微米，是马达尺寸的上千倍。
有些化学家认为，尽管分子马达很酷，但最终并不会有什么实际用处。“我对这些人造马达的应用一直持怀疑态度。它们制造起来非常复杂，而且非常难以量产。”德国慕尼黑大学的化学家迪尔克·特劳纳（Dirk
Trauner）说道。然而，这些分子机器背后隐藏的化学原理可能会非常有用。基于相同的光切换机理，研究人员已经开发出了大约100种类似药物的化合物，光信号可以使这些化合物开始或停止发挥药理活性。
今年7月，由特劳纳领导的研究小组就发布了一种光敏型康普立停A-4。这是一种有着严重副作用的强效抗癌药，会无差别地攻击肿瘤细胞以及相似的健康细胞，而特劳纳团队制备的可切换型新药能够有效地减少这种副作用：当药物分子处于“关闭”状态时，分子内含有一个氮氮双键，药物在整体上并不具备活性。当用蓝光照射分子，打破氮氮双键之后，双键连接的两部分会发生旋转，使药物分子重新产生活性。特劳纳提到，如果利用柔性导管或是植入性装置来传递光信号，这种靶向控制可以在仅仅10微米大小的人体组织内实现。他的下一步工作，就是利用小鼠对这些新型化合物的抗癌效果进行测试。
特劳纳也希望这些光敏型化合物可以让患有黄斑变性和色素性视网膜炎（这些疾病会破坏眼内的视杆及视锥细胞）的人重见光明。“这是极易实现的，因为病灶位于眼部，你不需要担心如何引入光信号。”特劳纳说道。在去年的实验中，他向盲鼠的眼睛里注射了一种叫DENAQ的光敏型药物分子，使盲鼠在几天的时间里恢复了部分视觉（可以分辨白天与黑夜）。他的团队目前正尝试把这项技术推广到灵长类动物身上，希望在两年之内开展人体试验。
特劳纳和克莱因都认为，这项研究最主要的挑战在于说服谨小慎微的医药行业，让他们相信光敏型药物有着巨大潜力，即便它们还没有人体上的使用记录。特劳纳说：“一旦他们看清了这一领域的价值，我们的研究就能更好地开展下去。”
分子行走装置
早在生物从海洋进化到陆地上之前，细胞内就已形成了一套可自行“行走”的细胞机器。一个经典的例子就是具有双叉形结构的驱动蛋白——在进行物质转运时，它可以沿着细胞内的微管骨架移动。
受驱动蛋白的启发，研究人员利用DNA分子构建了一个人造行走装置。这个分子行走装置起先通过与互补DNA链的结合锚定在固定的轨道上。当在体系中加入竞争性的DNA链后，分子行走装置得以释放并向前行进一步。这一领域最激动人心的例子来自于纽约大学纳德里安·西曼（Nadrian
Seeman）于2010年公布的一项研究。他所设计的DNA行走装置有四只“脚”和三只“手”，当这一装置绕着由折叠DNA链组成的方形结构移动时，它可以利用自己的“手脚”搭载金纳米颗粒。
DNA行走器的研究很快就扩展到了其他实验室。但是，如果不给这些行走器安装内置的棘轮系统，使它们可以在必要的时候停下来向后走，那么这些行走器就只能漫无目的地四处游荡。对于大多数分子行走器来说，棘轮系统可以通过控制固定或松开行走器“腿部”的化学反应的相对速率来实现，而前进的驱动力则可以通过布朗运动的推力来提供。
在过去几年中，详细的化学实验研究和分子动力学模拟数据已经证明，前文提及的“布朗棘轮”的概念正是所有化学驱动的分子机器以及很多生物马达运行的重要基础。例如在2013年，密歇根大学安阿伯分校的化学生物学家尼尔斯·瓦尔特（Nils
Walter）领导的研究小组就发现，剪接体（spliceosome）也是按照相同的机理工作的。剪接体是在遗传信息被翻译成蛋白质之前，对RNA进行一系列剪接修饰的一种细胞机器。“驱动蛋白正是使用的这样的工作机制，核糖体也是，剪接体也是。”瓦尔特补充道。
上述研究表明，生物机器与人工合成的分子机器实质上遵守着相同的法则。因此，两个领域的研究人员可以在今后的工作中相互取长补短。“就目前来看，两个领域在总体上还是相互独立的，”瓦尔特说，“但我认为如果两个领域内的研究人员能够一起合作，下一个突破一定会到来。”
与此同时，受1966年风靡全球的科幻电影《神奇旅程》（Fantastic
Voyage）中“微型医疗潜艇”的启发，化学家们设计了一个由微米颗粒与导管组成的阵列，这个阵列系统在液体中可以像火箭一样迅猛移动。
这些“微米火箭”的推动力有的来源于自身携带的催化剂，后者可利用周围的液体（通常是过氧化氢水溶液）产生一连串气泡；还有的则是直接利用光能或外加的电磁场来获取能量，而且外加的电磁场还能起到控制方向的作用。“构成
微米火箭 的这些纳米马达每秒行进的距离是自身长度的1
000多倍，这太让人难以置信了！”加利福尼亚大学圣地亚哥分校的纳米工程师约瑟夫·旺（Joseph
Wang）兴奋地说道。他认为该器件最具前景的应用方向是药物的快速释放以及环境污染物的低成本清理。当然，业内的许多专家都谨慎地表示，现在就讨论这些纳米马达的应用是否会比传统的方法更好还为时尚早。
然而，过氧化氢作为一种强氧化剂是不可能在人体内使用的。约瑟夫·旺也坦率地表示：“如果所有的分子推进装置都建立在过氧化氢溶液的环境中，我们确实应该对该领域的前景持怀疑态度。”但就在去年12月，他公布了一种适用于动物活体检测的微米级马达。它由一根长约20微米的塑料导管构成，含有一个锌质的核。马达的动力来自于锌与胃酸反应产生的氢气。
含有马达的导管可以在小鼠的胃中安全推进约10分钟的时间。接下来的实验中，约瑟夫·旺用这些含有马达的导管向小鼠胃部周围的组织运输金纳米颗粒。结果，喂食这些金纳米颗粒-导管复合物的小鼠，其胃粘膜上的金含量要比直接喂食金纳米颗粒的对照组高三倍。由此，约瑟夫·旺认为，如果把药物或成像剂装到微米“火箭”上服用，可以让它们更加快速而有效地到达胃组织内部。“在接下来的五年内，我们会将研究转向实际的体内应用阶段，”约瑟夫·旺说，“这真的会是一趟神奇旅程。”
目前，这些微米级火箭与分子机器的研究还鲜有交叉，但克莱因相信它们之间的联系会越来越多。“比方说，在微型马达的表面结合一个光敏型的分子开关就能为它的移动提供更好的控制。”克莱因建议道。
在不断追寻具有实际用途的分子机器的过程中，研究人员开始尝试将不同的元件整合到一台装置上。今年五月，斯托达特公开了一种可以把两个环状分子从溶液中拉到存储端的人造分子泵。环状分子首先需要克服哑铃型链状分子一端的空间壁垒，与一个可切换的连接位点相结合。之后连接位点改变自己的结合状态，迫使环状分子被推开并跨过第二道壁垒，到达链状分子的存储端。
这个分子泵系统并不适用于其他类型的分子，而且它经过反复试验才制造成功。“还有很长的路要走啊。”斯托达特不无叹息地说道。但他的发现至少证明分子机器可以用来浓缩分子，打破化学系统的平衡。在生物领域里，利用离子或是分子形成的浓度梯度来建立并存储一定的势能，这样的事情屡见不鲜。“我们正在向生物系统学习如何制造一个分子棘轮。”斯托达特说。
斯托达特认为，这一领域未来的发展应该从两方面入手：在微观层面上，让这些分子机器在分子尺度上完成那些不能用其他手段完成的任务；在宏观层面上，利用数以万亿计的分子机器的集群效应重塑材料形状，或让它们可以像蚁群一样去举起比自身重得多的东西。
也许符合斯托达特微观层面构想的典型例子就是戴维·利所设计的分子流水线。受核糖体的启发，这个基于轮烷系统的流水线可以沿轴捡拾氨基酸分子，将它们添加到一个不断增长的肽链上。但这个装置的妙处还在于它能够产生宏观上的效果——1018个这样的分子流水线在超过36个小时的时间里合成出了几毫克的多肽。“你在实验室里花半小时内没办法完成的事情，分子流水线也没办法完成。然而，这一流水线的出现表明，让分子机器沿既定路线，将沿途分子收集到一起是可以实现的。”戴维·利解释道。他现在正在研究其他类型的分子流水线，比如用于合成具有特定材料特性的高分子聚合物。
分子泵和分子流水线
在宏观层面上，如果数以亿计的分子机器共同协作，确实能够改变材料的某些宏观性质。比如能够根据光或化学信号进行伸缩的智能凝胶就可以用来制造可调节型镜片或传感器。“我敢打赌，在未来五年之内，嵌入了分子开关的新型智能材料就会问世。”费林加说。
类似的分子系统已经开始进入商业应用。2012年问世的日产防划iPhone手机壳就是以东京大学伊藤耕三教授的工作成果为蓝本制造的：它所使用的材料由高分子链穿过数个环糊精分子之后再拗成“8”字型形成。普通聚合物涂层受到压力时，高分子链间的连接会被破坏，由此产生划痕。但在这种材料中，环糊精分子可以让高分子链在受力时能平稳地滑过而不被破坏。用这种材料制成的薄膜甚至可以让手机屏幕在锤子的猛击下而不碎。
以上这些成果都意味着“分子建筑师”发明的分子部件已经成熟到了可以应用的阶段。“这一领域的研究已经走过了漫长的道路，现在是时候向外界证明它们是有用的了。”斯托达特充满信心地说道。
日，受天津大学首位外裔“洋院长”——药学院院长杰伊·西格尔邀请，斯托达特教授首次访问天大。“斯托达特教授非常喜欢天大的氛围，决定来这里工作”，天津大学药学院书记冯翠玲回忆当时的情景仍记忆犹新，“他返回美国前，在机场和西格尔院长通了电话，希望把他的三位‘弟子’带到天大”。
在天津大学药学院的努力下，斯托达特教授科研团队的核心成员——MarkA.Olson、苏纪豪、罗加严这三位青年科学家，都已入选国家“千人计划”青年人才。其中，罗家严在天津大学化工学院工作，MarkA.Olson、苏纪豪在药学院继续跟随斯托达特从事“超分子机器”相关研究。
2014年7月，斯托达特受聘成为天津大学药学院教授，每年在学院工作2个月。9月，他开始面向学院本硕博学生开设课程。目前，斯托达特教授在药学院的实验室已正式投入使用，其科研团队已经开展研究工作。
今年3月3日，斯托达特把他获得的“安家费”50万元全部捐献出来，设立了“斯托达特发展基金”，希望延揽更多的人才来天津大学从事合成分子研究工作。斯托达特说，“人的一生充满各种收获和给予，我在过去很幸运地收获了很多，也乐于有机会给予。”
詹姆斯·弗雷泽·斯托达特是英国人，有机超分子化学和纳米科学领域杰出科学家，分别于1966年和1980年取得爱丁堡大学工学和理学博士；英国皇家科学院院士；美国艺术与科学院院士；获得各类奖项100余项，其中包括1978年由化学学会颁发的碳水化合物化学奖，1999年美国化学学会颁发的考普学者奖，2007年伊莉莎白二世亲自为其授予下级勋位爵士，同年获艾伯特爱因斯坦世界科学奖。
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