中国科学院的科学家们关注到化学领域的三项发现,它们已经改变了世界各地的实验室,但迄今尚未获得最高认可——诺贝尔奖。这三项发现分别涉及新一代DNA测序、基于钙钛矿的先进太阳能电池,以及碳-氮键形成的催化反应。专家认为,这些成果是当今医学、能源和制药领域研究的基础。
新一代DNA测序将基因组读取从一项繁重的操作变成了便捷的工具。该方法的核心在于核苷酸的化学修饰:它们携带荧光标记和一个阻止链延伸的临时阻断基团。通过依次添加碱基、拍摄信号并去除标记,可以同时读取数百万个片段。得益于此,罕见病的诊断、癌症研究以及病毒突变的追踪都已成为常规工作。
第二位候选者是钙钛矿太阳能电池。这类具有特殊晶体结构的材料易于针对太阳光谱的不同波段进行调控。其层状结构可与硅结合组成叠层电池,从而提高整体效率。低温溶液法制备有望降低成本,不过户外稳定性对工程师而言仍是一项严峻挑战。
第三个方向是碳-氮键的形成反应,即著名的Buchwald-Hartwig胺化反应。钯催化剂能够将含氮基团可靠地连接到芳环上。这类键存在于大多数现代药物中,该方法极大地拓展了为制药业合成新分子的可能性。
这三项发现的共同之处在于:它们都诞生于化学与其他学科的交汇处,并且已经成为不可或缺的工具。中国研究人员强调,正是基础化学层面的解决方案,才使基因组学、可再生能源和药物研发领域的突破成为可能。这些成果能否获得期盼已久的认可,尚待时日。
