「分子機器」研究成了今(2016)年諾貝爾化學獎的大熱門，由法國索法吉(Jean-Pierre Sauvage)、英國史多達爾(Sir J. Fraser Stoddart)及荷蘭法林加(Bernard L. Feringa)3位學者，共同獲得該獎項。瑞典皇家科學院（Kungliga Vetenskapsakademien）指出，「分子機器」一旦施予能量後，就能夠執行特定的工作，3位學者的研究，為超微型機器未來的發展應用，奠定下良好的基礎。

在超分子化學領域下，「分子機器」見證的是科技微型化（miniaturisation）下的一場革命，同時也為化學研究史開啟了新頁。「分子機器」自1960、70年代就有人開始進行研究，直到1990年代他們三人有了突破性的研究後，該領域才開始迅速的蓬勃發展起來，也為微型化技術帶來了新的變革。三名得獎者可以說是「分子機器」領域中的「先驅」。

據了解，「分子機器」是在分子的水準上，由一個分子或是數個分子，透過分子間的運動，實現了宏觀機器的運動。三名得獎者的開創性研究，也讓人們認識到以分子做為材料，進而設計、建造出微觀世界的機器。

科學家們研究細胞進行分裂、複製DNA、物質傳輸與肌肉收縮……等等生命活動，追溯到分子層面以後發現，這些都是眾多「分子機器」運作下的成果。因此，化學家可以與生命科學家一起合作，透過設計、合成「分子機器」進行各種生命現象的模擬。

索法吉是第一個開發出「分子機器」的先驅，他在1983年成功將2個環形分子連接起來，形成一條鏈狀的「交環烷」（catenane）。通常，分子中的原子會以共享電子的方式存在，而形成一組強大的共價鍵（covalent bonds）；但是，「交環烷」裡的原子卻是以較自由的方式連結。這樣的方式完全符合了「一部機器」要能運作時各零件要能夠做出相對運動的要求。

多達爾在1991年研發出「輪烷」（rotaxane），它結合了1個環狀分子和1個「分子輪軸」，並讓環狀分子繞著「分子輪軸」運轉。據了解，多達爾的團隊所打造出來的這種「分子機器」，能將機器本身抬離地面大約0.7奈米。

法林加的研發團隊在1999年時成功啟動了一具「分子轉子葉片」（molecular rotor blade），以同一個方向持續旋轉。爾後，利用這樣的「分子馬達」帶動了1個長28微米，體積是「分子馬達」1萬倍的玻璃汽缸，而開發出一部「奈米車」（nanocar）。

有鑒於上述「分子機器」的研究卓越，瑞典皇家科學院也表示，3位學者對「分子機械設計與合成」貢獻良多，讓化學分子可用來製造「分子機器」。科學家也認為，「分子機器」發展下的成果，將可運用在發展新材質、感應器與能源儲存系統……等等方面的領域，在應用的前景上真的是無可限量。【記者  鄒弘整理報導】