理学院举办2016诺贝尔奖解析专题报告

北京时间10月4日与5日，2016年度诺贝尔物理学与化学奖相继揭晓。今年的诺贝尔物理学奖奖金，一半授予美国华盛顿大学的David J. Thouless，另一半授予美国普林斯顿大学的F. Duncan M. Haldan以及布朗大学的J. Michael Kosterlitz，以奖励他们在拓扑相变以及拓扑材料方面的理论发现；诺贝尔化学奖颁予法国的Jean-Pierre Sauvage、英国的J. Fraser Stoddart、荷兰的Bernard Feringa教授，以表彰他们在分子机器（molecular machine）研究方面做出的开创性贡献。

10月13日下去4:10，理学院物理学刘博老师与化学焦佼老师在中-3225室进行了一场题为“拓扑时代的来临—奇妙的拓扑相变和拓扑相”和“分子机器的诞生与发展”的学术报告，深刻解读诺奖的科学奥秘。理学院师生齐聚一堂，聆听报告，交流研讨。

物理学奖揭晓-拓扑相变：揭开科技新篇章

刘博博士从拓扑的概念出发，围绕“什么是拓扑”，“为什么引入拓扑”以及“拓扑为什么有意思”等问题，深入浅出地为大家解读诺奖。他介绍，其实拓扑一词源于数学，拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科，是描述局部形变下的不变性。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。后来，科学家将拓扑的概念运用于物理研究，简单打个比方，比如某个拓扑材料的细节发生了细小的变化，但是其性质、功能依然保持，用物理语言，即对于环境微扰的不敏感性。这就是物理学中的拓扑物态理论。

刘博表示，今年的三位获奖人的研究对于物理学中拓扑物态理论发挥了关键性作用。在过去的数十年间，这一领域发展迅速，一直是凝聚态物理研究的前沿，因为拓扑材料未来将极有可能成为新一代全新的电子与超导体材料，或是在量子计算机研究中发挥作用。

这一研究成果对于材料学、信息科学技术研究乃至拓扑量子计算具有划时代的意义，拓扑材料的理论发现为后来拓扑材料的出现奠定了基础，揭开了人类科技的新篇章。

化学奖揭晓-分子机器的诞生于与发展

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获得者发明了“世界上最小的机器”，他们的工作把化学研究带入了一个全新的维度。

焦佼博士从什么是超分子，分子间作用力等基础概念出发，以锁烃与轮烷为例，引出超分子化学的发展，一步一步引导并带领大家深入了解诺奖背后的化学原理与科学思维。

她介绍，分子机器是指在分子层面的微观尺度上设计开发出来的机器，在向其提供能量时可移动执行特定任务。三位获奖者完成了分子机器设计与合成的“三步走”：第一步，成功合成了一种名为“索烃”的两个互扣的环状分子，而且这两个分子能够相对移动；第二步，合成了“轮烷”，即将一个环状分子套在一个哑铃状的线形分子轴上，且环状分子能围绕这个轴上下移动，并成功实现了可以上升高度达0.7纳米的“分子电梯”和可以弯折黄金薄片的“分子肌肉”；第三步，设计出了在构造上能向一个特定方向旋转的分子马达，这个马达可以让一个28微米长、比马达本身大1万倍的玻璃缸旋转起来，并且设计了一个微型车。

焦佼强调，超分子化学的发展，极大地推动了化学向一个全新的领域发展。利用已有的合成技术，结构漂亮的超分子化合物已经可以非常成功地合成出来。但是，仅仅只是漂亮，仍然达不到科学家的要求，若能够赋予其一些实用性的功能，则更加能够推动科学的发展。分子机器的诞生，成功地打破的僵局。本届诺奖获奖者带领化学走出了僵局，并用给予能量的方式控制了分子的运动。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。

她指出，分子机器好比一个电动马达，一旦在分子层面控制了运动，就为控制其他各种形式的运动提供了可能，未来很有可能将用于开发新材料、新型传感器和能量存储系统等。这一研究成果为未来新材料的研发开启了广阔前景。

最后，讲座在热烈的掌声中圆满结束。本次讲座使大家对本届物理与化学的诺贝尔奖有了进一步的认识和更加深刻的理解，诺奖大师追求真理、崇尚科学的精神也将鼓舞着大家在科研的道路上不断前行。