诺贝尔化学奖得主即将出炉,权威媒体押宝这三位科学家

在2019诺贝尔生理学或医学奖和物理学奖相继出炉后,诺贝尔化学奖预计将于北京时间10月9日17点45公布。

对此,美国物理学会权威科学媒体Inside Science发布了对今年化学奖的三大预测。

金属有机骨架材料MOFs

海绵之所以能吸收水,是因为它里面充满了孔。Inside Science预测,今年的诺贝尔化学奖可能将颁给开发出纳米级海绵孔状材料的科学家奥马尔·亚吉(Omar Yaghi)。

任职于美国加州大学伯克利分校的化学家奥马尔·亚吉(Omar Yaghi)是金属有机骨架材料的领导者之一。这种材料被称为MOF-210,它的多孔性非常强,如果将一立方厘米MOF-210的所有内表面平铺展开,它将能覆盖几乎五个篮球场。

MOF-210中的MOF代表金属有机骨架,是由无机的金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接,形成一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。这种材料的笼状结构可以容纳大量的液体或气体。

据了解,奥马尔发明的一种材料已经可以从沙漠的空气中汲取饮用水。除此之外,金属有机骨架材料作为一种超低密度多孔材料,还显示出从废气中吸附二氧化碳和存储大量甲烷与氢等燃料气体方面的潜力。

天体化学

化学反应不仅仅发生在地球上,在广袤宇宙中的任何地方,甚至是遥远星系的尘埃云中,分子也在进行着合成和分裂。Inside Science还预测,今年的诺贝尔奖也可能会颁发给在化学和天文学领域都有专攻的科学家。

荷兰天体化学家埃温·范迪斯胡克(Ewine van Dishoeck)将这一领域从简单地对太空中的分子进行分类,发展为对这些分子彼此之间及其与环境的相互作用方式的研究。她主要从事星际分子研究工作,还有恒星形成和行星形成过程中的物理和化学演化,利用分子光谱来确定宇宙物体的结构。此外,她还研究亚毫米和中红外天文学、基本分子过程、连续辐射传输。

天体化学家的目标是研究恒星和行星的起源,并最终了解生命构成要素的宇宙起源。

目前科学家们在碳质球粒陨石和其他类型的石陨石中,已经发现有多种氨基酸、烷烃、烯烃、芳烃、嘌呤和嘧啶等有机化合物,这些被普遍认为是由太阳星云中催化过程或放电过程产生的非生物合成。天体中有机质的特征与演化的研究,为元素的丰度与起源、太阳系起源与演化、宇宙线的时空变化、生命前期化学演化和地外物质冲击地球引起环境灾变与生物灭绝事件,提供了新的科学论据。

DNA芯片和测序方法

如今利用DNA确定凶手已经成为人们熟悉的破案手段,但是DNA的用途还远不止于此。Inside Science预测,今年的诺贝尔化学奖还有可能会授予进一步挖掘DNA用途的科学家。

1973年,英国分子生物学家埃德温·萨瑟恩(Edwin Southern)发明了一种名为“南方印迹法”的技术。该技术可以检测生物体基因样本中的特定DNA序列,判断其功能、是否变异、图谱位置等,并能帮助科学家研究遗传疾病、人类的起源和迁徙、濒危物种的遗传多样性等。

这项技术还启发了后来者对RNA、蛋白质等基本生物学物质的检测方法,被分别命名为北方印迹法和西方印迹法以表敬意。

1988年,埃德温在特殊的玻璃表面通过有效的组合化学方法合成了特定寡核苷酸序列,该方法最终发展成为DNA芯片。而该技术目前已经成为现代生命科学仪器设备的重要组成部分,使得基因测序、精准医疗的成本大大降低。

值得注意的是,埃德温此前也获得了2019年的引文桂冠奖。该奖项由汤森·路透设立,是对可能摘取诺贝尔奖的全球最具影响力的研究人员所颁发的奖项。自2002年以来,每年发布的引文桂冠奖已成功预测了39位诺贝尔奖得主。