{科研}分子机器：应用“路漫漫”，但前景可期待

“我感觉有点像100年前第一次飞上天的莱特兄弟。当时人们也在问我们为什么需要飞机？”在得知2016年诺贝尔化学奖获奖的消息后，伯纳德·费林加在接受媒体采访时展望了分子机器的未来。“你可以想象某种纳米级能量转换器，一种可以储存和使用能量的微型机器。它开启了纳米机器的新世界。”

诺贝尔奖的青睐也让人觉得有些意外。国家纳米中心主任刘明华告诉记者，分子机器属于基础研究，目前其应用还没有大的突破。有人感慨，“没想到(诺贝尔奖)这么早就给了”。

然而，诺贝尔奖的颁发，确实让远离日常生活的名词——分子机器进入了大众的视线。

"分子机器是超分子化学的一个重要研究领域."刘明华告诉记者，1987年诺贝尔化学奖也授予了超分子化学，当时的获奖者之一瑞安是本次诺贝尔化学奖获得者之一让·皮埃尔·索维奇的老师。这一次的诺贝尔化学奖可谓是“回归化学”，授予了一项纯化学的研究。有人认为超分子化学将迎来第二个春天。

分子开关、分子阀、分子轮...事实上，分子机器是一个相当生动的名字。中国科学院化学研究所研究员陈传峰说，分子机器将宏观机器的概念扩展到分子水平，指的是在适当的外部刺激下能够执行类似机器运动的独立分子或分子组件。驱动分子机器的能量可以是各种化学能，也可以是电能、光能等。分子间非共价相互作用形成结构固定的超分子组装体，然后分子通过酸、碱、离子、光、电等外界刺激相互运动，最终做功。

科学家试图在纳米尺度上“制造机器”。他们成为分子构建者，经过精心合成、设计和调节，使分子移动。

陈传锋指出，制造分子机器存在分子合成困难、机器多位点运动困难、机器单向运动困难、机器多刺激响应困难等问题。"目前分子机器只能模拟一些相对简单的运动."陈传峰说，获奖的三位化学家都设计了分子机器的基础部件，但如何改进、组装、实现不同的功能，仍然“任重道远”。

然而，分子机器及其超分子化学一直是一个热门的前沿领域。2005年，在庆祝《科学》杂志出版125周年之际，该杂志发表了125个最具挑战性的科学问题，其中之一是“我们能在多大程度上促进化学组装”。2009年，《自然化学》第一期聚焦于未来化学发展的八个领域，其中之一就是分子机器。

“分子机器可以运载药物，进行定点精确的药物释放；它还可以成为高密度存储的微型存储单元。”刘明华说，未来的分子机器有可能实现宏观世界机器无法实现的功能。“诺贝尔奖的颁发是对新概念的鼓励，也是对这一发展方向的认可。”

目前国内很多团队都在做这方面的研究。事实上，三位获奖者与中国化学界有着频繁的交流。斯托达特受雇于天津大学，在那里他有一个实验室和项目团队。他和费林加还培养了许多中国学生，其中一些人已经回到中国做相关研究。

陈传锋说，在分子机器领域，中国起步晚，但正在迎头赶上。随着国家越来越重视基础研究，中国科学家也可能取得创新成果。