Fraser Stoddart



Fraser Stoddart爵士教授
荣誉理学博士 (2019)

在科学世界里,一些研究者会有惊人的发现,另一些则揭开自然界的奥秘。但是,只有那些在其研究领域里进行思维革命的科学家们,才能真正使人类对我们身处的星球加深了解,而Fraser Stoddart爵士就是其中一位这样的人,因为他改变了化学家们对化学物质在分子水平上移动的构想方式。

Stoddart教授是研究分子动力立体化学的先驱。大约30年前,他在化学界开创了一个新领域,致力于透过机械结合产生分子穿梭、分子开关和分子机器的研究。正是由于在这方面取得的成果,他在2016年连同另外两名科学家获颁授诺贝尔化学奖。当时诺贝尔奖方面表示,他们的获奖是“因为在分子机器的设计和合成方面的贡献”。

欲了解Stoddart教授研究成果的意义,我们必须首先对机器及基本化学原理有所知晓。在大自然中存在的分子 – 水,血红素及叶绿素,他们的原子是靠化学键连接在一起的;此外,机器则利用能量移动机器组件以发挥某些功能;而Stoddart教授则把这两个概念结合在一起。他并非依赖化学键,而是使用机器结合把分子合成在一起,并且因此产生出分子机器。更具体地说,他研发出一种名为轮烷的分子,轮烷由一组原子与另一组原子串连在一起并形成哑铃状而组成,环形分子则以此为基础通过调整酸度而进行移动。这一项研究成果影响巨大,因为这意味着科学家们得以利用这些机械互锁的分子(又简称为MIMs),制造微细的开关升降机,甚至产生可以伸缩的肌肉。这一项研究成果对研发分子纳米技术,还有电子学,药物输送系统以至皮肤护理等领域都至为关键。事实上,Stoddart教授的研究成果,为贵族牌(Noble)防衰老护肤霜系列的推出提供了灵感,而且其效果也是无可比拟的。

究竟是什么因素激励Stoddart教授敢于挑战前人从未踏足的化学领域呢?Fraser Stoddart的童年生活是从苏格兰爱丁堡市郊的一个农场开始的,他最初在只有一间教室的乡村学校里接受教育,直到八岁时才转到爱丁堡的一所小学就读,并于18岁考进大学。

他在加拿大皇后大学的国家研究院担任博士后研究员,从此展开了其学术研究生涯。他随后返回英国雪菲尔大学,并于70年代后期在帝国化学工业企业研究所开始从事有关机械互锁分子的研究,后来更成为伯明翰大学的有机化学教授。在那里,他和其他研究员一起研发分子穿梭装置和开关,这一切也奠定了他后来走向斯德哥尔摩之路,并荣获诺贝尔化学奖。

不过,Stoddart教授也时常告诫他的学生说,生活并非总是十全十美的。1997年,Fraser Stoddart获美国加州大学洛杉矶分校聘为Saul Winstein化学讲座教授。其实他这次决定到大西洋彼岸发展,除了在学术上取得的成功之外,也是为了要应对其人生中的一大挫折。因为他的妻子诺玛患上了乳癌,搬到洛杉矶也是为了能获得一流的治疗。这一经历也使Stoddart教授对药物输送系统以及分子电子学产生了兴趣。目前这也和超分子化学密切相关,因为分子机器实际上就是能准确向疾病细胞输送药物,并在疾病细胞内释放药物,从而杀死有关细胞的小机器人。Stoddart教授后来加入了加州纳米系统研究所,并于2002至2007年期间担任研究所所长。

Stoddart教授在2007年获英女王伊利沙伯二世册封为爵士,以表彰他在化学和分子纳米技术研究上取得的成就。或许是因为他和曾扮演占士邦007的演员辛康纳利都拥有苏格兰血统的缘故,Stoddart教授在洛杉矶工作期间曾多次被人错认为就是那位占士邦演员。

2007年,Stoddart教授荣获阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖。此外,他还至少获颁发16项世界级的荣誉和奖项,并且在九个以上享有盛誉的学术组织担任院士,其中包括英国皇家学会、美国人文与科学院,以及德国自然科学院等。而在地球的这一边,Stoddart教授也在2017年获中国科学院颁授外籍院士荣衔。

Stoddart教授不但科研成就突出,他向下一代化学家传授知识也不遗余力。他在个人推特账号上称自己把艺术和科学结合在一起,并自豪地把对化学的热爱表露无遗。在这里,也欢迎您成为他推特账号的粉丝。Stoddart教授的研究论文多以立体彩图阐释复杂的分子结构和化学反应,有效表达无形的概念,更重要的是使其他研究者更容易理解。Stoddart教授至今已指导过500多名博士生和研究员,当中有许多人后来也在化学及材料科学领域作出了显著的贡献。2008年,Stoddart教授加入美国西北大学,出任Board of Trustees化学讲座教授,并至今仍留在该校。

作为一名发明家,Stoddart教授个人已拥有至少37项专利,而且还有多项专利正在申请中。这当中包括从复合物中提炼黄金、净化石化元素,以及在护肤界使用金属有机骨架材料制作化妆品等,后者对市场的影响举足轻重。

此外,他也是当今科学界最多产而且最有影响力的科学家,先后署名发表过逾1,150篇文章。美国科学信息研究所曾经将Stoddart教授评为1997年至2007年最广为引用化学家中的第三位。而且早在2003年,就有人预测他将因为对化学领域的贡献而荣获诺贝尔奖。

Stoddart教授与香港浸会大学的友谊是从我校化学系副教授梁湛辉博士开始的。梁博士于2003至2006年曾经在美国加州大学洛杉矶分校Stoddart教授的研究实验室里与教授一起做研究。2017年,Stoddart教授到访香港浸会大学,并在一个有关纳米机器的国际研讨会上分享他的想法。

因此,对于曾经屡获殊荣的人来说,Stoddart教授现在再接受一项来自香港浸会大学的荣誉,完全是我们的荣幸。更重要的是,我们有像Stoddart教授这样睿智的科学家不远万里来到这里,与身处世界这一边的我们接触。他的经历教育了我们大家一个道理,那就是“无远弗届”,因为正如他所说的那样,科学可以走遍全球无疆界。