最新:諾貝爾化學獎出爐!鋰電池發明者獲獎

最新:諾貝爾化學獎出爐!鋰電池發明者獲獎

北京時間10月9日17時50分許,2019年諾貝爾化學獎揭曉。

瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣佈,將2019年諾貝爾化學獎授予美國科學家約翰·B·古迪納夫(John B。 Goodenough)、美國科學家斯坦利·惠廷厄姆(M。 Stantley Whittingham)及日本科學家吉野彰(Akira Yoshino)。

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今年諾貝爾化學獎得主的主要貢獻是鋰電池。

他們將獲得金質獎章、證書,並分享900萬瑞典克朗(約合人民幣654萬元人民幣)的獎金。

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2019諾貝爾化學獎頒獎詞

斯坦利·惠廷厄姆頒獎詞:上世紀70年代初,獲得今年化學獎的斯坦利·惠廷厄姆(Stanley Whittingham)在開發第一塊功能性鋰電池時,利用了鋰的巨大動力來釋放其外層電子。

古迪納夫頒獎詞:2019年化學獎得主約翰·古迪納夫將鋰電池的潛力翻了一番,為更強大和更有用的電池創造了合適的條件。

吉野彰頒獎詞:今年的諾貝爾獎得主吉野彰(Akira Yoshino)成功地從電池中去除純鋰,而是完全基於鋰離子,因為鋰離子比純鋰更安全。這使得電池在實際中是可行的。

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三位科學家的研究

約翰·B·古迪納夫是鋰電池發明者,美國固體物理學家,是二次電池產業的重要學者。他目前是美國德州大學奧斯汀分校的機械工程和材料科學教授。

他將超過亞瑟·阿斯金,以97歲的高齡成為年齡最大的諾貝爾獎獲得者。

1980年,古迪納夫在英國牛津大學招攬了日本學者水島公一等人,共同發現鋰離子電池的陰極材質鈷酸鋰(LiCoO2)。

1983年,古迪納夫、M。Thackeray等人發現錳尖晶石是優良的正極材料。

錳尖晶石具有低價、穩定和優良的導電、導鋰效能。其分解溫度高,且氧化性遠低於鈷酸鋰,即使出現短路、過充電,也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。雖然純錳尖晶石隨充放電迴圈會變衰弱,但這是可以透過材料的化學改性克服的。

截至2013年,錳尖晶石大量用於商業電池。

1989年,古迪納夫、A。Manthiram發現採用聚電解質(例如,硫酸鹽)的正極將產生更高的電壓,原因是聚電解質的電磁感應效應。此外,他還與日本學者金森順次郎(第13代大阪大學總長)共同提出“古迪納夫-金森法則”。

斯坦利·惠廷厄姆是英國化學家。他目前是紐約州立大學賓厄姆頓大學化學教授、材料研究所和材料科學與工程專案主任。惠廷厄姆是鋰電池發展史上發現插層電極概念的關鍵人物。埃克森美孚在上世紀70年代生產了惠廷厄姆公司的可充電鋰電池,該電池採用了二硫鈦陰極和鋰鋁陽極。然而,這種可充電的鋰電池永遠不可能實現。

2012年,因其對鋰電池材料研究的終身貢獻獲得了IBA Yeager獎,並於2013年被選為材料研究學會會員。2015年,他和約翰·b·古迪納夫(John B。 Goodenough)一起被湯森路透(Thomson Reuters)列為2015年諾貝爾化學獎(Nobel Prize in Chemistry)克萊維特獎(Clarivate Citation Laureates)得主。古迪納夫的開創性研究推動了鋰離子電池的發展。2018年,惠廷厄姆因“率先將夾層化學應用於儲能材料”而入選美國國家工程學院。

吉野彰出生於1948年1月30日),是一個日本化學家。朝日Kasei公司研究員,日本明治大學教授。他是鋰離子電池(LIB)的發明者,經常用於行動電話和膝上型電腦。

1981年,吉野彰開始研究使用聚乙炔的可充電電池。聚乙炔是白川秀樹發現的一種導電聚合物,他後來(在2000年)因其發現獲得了諾貝爾化學獎。聚乙炔的實際密度低,這意味著高容量需要大容量的電池,同時也存在不穩定性的問題,所以吉野彰改用碳質材料作為陽極,並在1985年製造了LIB的第一個原型,獲得了基本的專利,這就是當今鋰離子電池的誕生。

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2019年誰將“抱得”諾獎歸

目前,2019年諾貝爾生理學或醫學獎、諾貝爾物理學獎及諾貝爾化學獎已揭曉。

2019年諾貝爾生理學或醫學獎由威廉·凱林(William G。 Kaelin Jr)彼得·拉特克利夫(Sir Peter J。 Ratcliffe) 以及格雷格·塞門扎(Gregg L。 Semenza)獲得,以表彰他們發現“細胞如何感知和適應氧可用性”。

2019年諾貝爾物理學獎由吉姆·皮布林斯(James Peebles)、米歇爾·麥耶(Michel Mayor)和迪迪埃·奎洛茲(Didier Queloz)獲得,以獎勵他們在天體物理學方面的發現。

(相關連結:2019年諾貝爾物理學獎揭曉,殊榮屬於三位宇宙探索者!)

其餘獎項將花落誰家?

公佈其餘各獎項的具體時間如下(均為北京時間):

文學獎:

10月10日 19:00 (2018與2019兩年同頒)

和平獎:

10月11日 17:00

經濟學獎:

10月14日 17:45

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關於諾貝爾化學獎

1895年11月27日,瑞典著名化學家、硝化甘油炸藥發明人阿爾弗雷德伯恩哈德諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel)簽署了遺囑,將自己遺產的大部分設立了一系列獎項,即諾貝爾獎。根據他的意願,其中一部分頒給“做出最重要的化學發現或改進的人”。

化學是對阿爾弗雷德諾貝爾(Alfred Nobel)而言最重要的一門科學,因為諾貝爾本人就是一名化學家。

他的發明以及他所使用的工業過程都是基於化學知識。化學獎是諾貝爾在其遺囑中提到的第二個獎項,諾貝爾化學獎由位於瑞典斯德哥爾摩的瑞典皇家科學院頒發。

諾貝爾化學獎首次頒發是在1901年,獲獎者是荷蘭化學家雅各布斯亨裡克斯範托夫,表彰其在發現溶液中的化學動力學法則和滲透壓規律以及對立體化學和化學平衡理論作出的貢獻。諾貝爾化學獎的獲得者還包括盧瑟福、居里夫人等科學家。當年頒發的還有諾貝爾物理學獎、生理學或醫學獎、文學獎與和平獎。

從以往諾貝爾化學獎得主的名單可以看出,不少獲獎者的獲獎成就並非出自傳統的化學研究,而是涉及生物學、物理學等多重學科,因此諾貝爾化學獎也被調侃為“理科綜合獎”。

1908年,英國物理學家盧瑟福因“對元素蛻變以及放射化學的研究”,榮獲諾貝爾化學獎。他風趣地調侃道:

“這是我一生中絕妙的一次玩笑!

諾貝爾獎的獎金來自諾貝爾基金的利息或投資收益。其獎金隨著基金收益的變化而變化,2001年至2011年的單項獎金為1000萬瑞典克朗,2012年至2016年獎金下調至800萬瑞典克朗。2017年後,獎金改為900萬瑞典克朗。

諾貝爾化學獎的獎章由瑞典雕塑家Erik Lindberg設計。獎章左邊的女神愛西斯象徵著自然。女神手執豐饒之角從雲中現身。右邊的科學之神將手中的輕紗蓋在女神愛西斯嚴峻肅穆的面龐上。

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諾貝爾化學獎近5年獲獎者

2018年,獎項的一半授予美國科學家阿諾德,表彰她實現了酶的定向演化;另一半授予給美國科學家史密斯和英國科學家溫特,表彰他們實現了多肽和抗體的噬菌體呈現技術。

2017年,瑞士科學家雅克·杜本內、美國科學家喬基姆·弗蘭克和英國科學家理查德·亨德森,因在開發對生物分子進行高解析度結構測定的低溫電子顯微鏡方面的貢獻而分享2017年諾貝爾化學獎。

2016年,法國化學家讓-皮埃爾索維奇、美國化學家J弗雷澤斯托達特和荷蘭化學家伯納德L費林加因“在分子機器設計與合成領域的貢獻”分享2016年諾貝爾化學獎。

2015年,瑞典科學家托馬斯·林道爾、美國科學家保羅·莫德里奇和和擁有美國、土耳其國籍的科學家阿奇茲·桑卡,因在“DNA修復的機制研究”領域做出的貢獻獲得2015諾貝爾化學獎。

2014年,美國霍華德·休斯醫學研究所的埃裡克·本茨格,德國馬克斯普朗克 生物物理化學研究所的史蒂芬·赫爾以及美國斯坦福大學的威廉·默爾納因“超高解析度熒光顯微技術方面的貢獻”共同分享了今年的化學獎。

“數”說諾貝爾化學獎(1901-2018)

110

次:

1901年至2018年,諾貝爾化學獎共頒佈了110次。

1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942共8年沒有頒發。

180人:

1901年至2018年,共有181位諾貝爾化學獎獲得者,其中弗雷德裡克桑格(Frederick Sanger)(1918年8月13日-2013年11月19日)是唯一一位獲得過兩次諾貝爾化學獎的人,分別在1958年和1980年。這也意味著,實際上獲得諾貝爾化學獎的人數是180人。

63次:

在被頒出的110次諾貝爾化學獎中,有63次只頒給了一位獲獎者,23次同時頒給兩人,24次同時頒給三人。

5名女性:

歷史上共有5名女性獲得過諾貝爾化學獎。

1911年,瑪麗居里獲諾貝爾化學獎。

1935年,伊雷娜約里奧-居里和丈夫弗雷德裡克約里奧-居里一同獲獎。

1964年,英國生物化學家多蘿西瑪麗霍奇金獲獎。

2009年,以色列科學家阿達約納特和另外兩人一同獲獎。

2018年,美國科學家弗朗西斯阿諾德和另外兩人一同獲獎。

家族:

居里夫婦一家是最成功的“諾獎家族”。1903年,瑪麗居里和丈夫皮埃爾居里共同獲得諾貝爾物理學獎。1911年,瑪麗居里獲諾貝爾化學獎。1935年,瑪麗居里的女兒伊雷娜約里奧-居里和丈夫弗雷德裡克約里奧-居里獲得諾貝爾化學獎。

35歲:

諾貝爾化學獎最年輕的得主是弗雷德裡克約里奧-居里。1935年,他與妻子伊雷娜約里奧-居里一同獲獎,當時他年僅35歲。1934年,弗雷德裡克約里奧-居里和妻子在《自然》雜誌上發表一篇名為《一種新型放射性元素的人工產生》的論文。憑藉這篇論文,他們夫妻二人榮獲了1935年的諾貝爾化學獎。

85歲:

美國化學家約翰芬恩(1917-2010)於2002年被授予諾貝爾化學獎,以表彰其“發明了對生物大分子進行確認和結構分析的方法”和“發明了對生物大分子的質譜分析法”。

這些諾貝爾化學獎成果已改變生活

化學離人們的生活有多遠?有科學家認為,一切都是由化學元素構成的。儘管世界上存在無數種物質,但從微觀領域看,無非是100餘種元素的不同排列方式。

因此,諾貝爾化學獎雖然看上去“高大上”,但其研究成果並不“高冷”,有許多惠及人們生活的發現。

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休斯敦舉辦“熒光長跑”,夜晚現“霓虹海洋”

每到夜晚,五顏六色的霓虹燈就會點亮城市。霓虹燈是靠充入玻璃管內的低壓惰性氣體,在高壓電場下冷陰極輝光放電而發光。1904年,拉姆賽因發現6種惰性氣體,並確定它們在元素週期表中的位置獲得諾貝爾化學獎。

心臟、大腦、骨骼——這些都可以透過核磁共振成像觀察到細節部分,從而可以幫助醫生做出檢測腫瘤的診斷。這種診斷方法是建立在高解析度核磁共振光譜的基礎上。恩斯特因在核磁共振成像方面的巨大貢獻,獲得了1991年的諾貝爾化學獎。

科學家對人體生命的探索不曾停止。DNA(脫氧核糖核酸)可組成遺傳指令,是由微小的工廠核糖體“生產”出來的。每一個核糖體都會生產出上千個不同形式和功能的各種物質,三位科學家因發現這個工廠的結構,獲得了2009年諾貝爾化學獎。

煎荷包蛋時為什麼不會粘鍋?雨衣為什麼能防水?光合作用是如何產生?是什麼破壞了臭氧層……這些問題都能在化學獎得主的研究成果中找到答案,科學家的發現,讓人們對世界的看法有了根本改變。

編輯 / 沈寂