從使新冠肺炎 (COVID-19) 疫苗成為可能的信使 RNA (mRNA) 技術的重大發現,到為電視著色的量子點奈米顆粒的開發,今年的諾貝爾獎得主已經影響了人類歷史。
他們的發現影響了我們的日常生活。例如,全球人們都接種了輝瑞(Pfizer)和莫德納(Moderna)疫苗。
以下是今年獲得諾貝爾委員會科學獎的研究人員的開創性工作。
諾貝爾醫學獎:mRNA 疫苗背後的重大發現
今年的諾貝爾生理學或醫學獎被共同授予賓州大學的卡塔琳·卡里科和德魯·韋斯曼。
匈牙利科學家 Karikó 於 1985 年從祖國匈牙利移民到美國,她確信 mRNA 可能有治療用途。儘管經歷了多次挫折,她仍然堅持這項研究。
mRNA 是提供指導細胞製造蛋白質的指令的遺傳物質。在 20 世紀 80 年代,科學家發現如何製造合成 mRNA,但它會引起發炎反應,限制了將其用於治療的興趣。
Weissman 和 Karikó 聯手研究如何改變細胞培養物外產生的 mRNA,以預防這些發炎反應,從而可用於疫苗和治療。
他們在 2005 年發表了這項發現,後來也發現這種修飾的 mRNA 增加了蛋白質的產量。
卡羅林斯卡學院諾貝爾大會在新聞稿中表示:“通過發現鹼基修飾既能減少炎症反應又能增加蛋白質產量,Karikó 和 Weissman 消除了 mRNA 臨床應用道路上的關鍵障礙。”
Pfizer-BioNTech 和 Moderna 生產的 COVID-19 疫苗就使用了這項技術。
這些疫苗的研發速度很快,並透過告訴您的身體產生冠狀病毒細胞上的刺突蛋白來發揮作用,以便在您以後感染病毒時它可以識別它。
「我認為科學就是我所呼吸的,這是我最喜歡做的事情,」卡里科去年告訴歐洲專利局。
諾貝爾物理學獎:利用短光脈衝研究電子運動
瑞典皇家科學院表示,今年諾貝爾物理學獎的三位獲獎者因「探索原子和分子內部的電子世界」而獲獎。
美國俄亥俄州立大學的Pierre Agostini、德國馬克斯普朗克量子光學研究所的Ferenc Krausz和瑞典隆德大學的Anne L'Huillier共同獲獎。
他們發現了用極短光脈衝研究電子動力學的方法,包括測量這些脈衝持續時間的方法。
這些脈衝非常短,以至於它們以阿秒(阿秒)來測量,即十億分之一秒。
「我們現在可以打開電子世界的大門。阿秒物理學使我們有機會了解電子控制的機制。下一步將是利用它們,」諾貝爾物理學委員會主席伊娃·奧爾森在一份聲明中說道。
這可用於定位分子中的電子,以了解它們在做什麼。專家表示,它還可以用於製造快速電子產品,並有望在未來幫助診斷某些疾病。
L'Huillier 在新聞發布會上補充說,這項工作也可以作為一種成像工具對半導體產業有用。
她補充說,獲得該獎項意義重大,也非常特別,因為「獲得該獎項的女性並不多」。
她是第五位獲得諾貝爾物理學獎的女性。
諾貝爾化學獎:量子點的發現
今年的化學獎頒給了量子點的發現與發展。
三位來自美國的科學家分享了該獎項:來自麻省理工學院 (MIT) 的 Moungi Bawendi、來自哥倫比亞大學的 Louis Brus 和來自紐約 Nanocrystals Technology 公司的 Alexei Ekimov。
瑞典皇家科學院在聲明中表示,量子點是一種奈米顆粒,「現在可以傳播電視和 LED 燈發出的光,還可以在外科醫生切除腫瘤組織等方面為外科醫生提供指導」。
量子點發出的光會根據其尺寸改變顏色。
瑞典隆德大學奈米物理學教授海納·林克(Heiner Linke)在新聞發布會上解釋說,例如,小空間中的電子發出的光更偏藍色,而更大空間的電子發出的光更紅。
「在這類材料中,你找到了一種改變材料特性的方法,不是透過改變材料,而是透過尺寸,這是奈米技術的基礎發現,能夠使用量子力學以受控方式做到這一點影響, 」林克說。
Ekimov 在 20 世紀 80 年代表明玻璃的顏色與顆粒的大小有關。布魯斯的第二個發現是粒子漂浮在液體中。
Bawendi 隨後於 1993 年發明了一種方法,以受控方式製造這些具有特定尺寸的顆粒。
這些發現有很多應用,從 QLED 螢幕到電視螢幕的顏色。該學院補充說,生物化學家和醫生使用它們來繪製生物組織圖。