诺贝尔化学奖(2019年给予)公认的锂离子电池(LIB)技术是无化石全球电源的基础。其高度吸引人的特性,例如上等能量密度,功率密度,出色的速率能力和较长的周期寿命,使其在各种设备中有用,包括便携式电子,电动汽车,储能系统,机器人技术,军事设备,紧急系统和医疗设备[1-3]。自1991年首次亮相以来,现代Libs通过以每年7-8 WH/kg的速度提高能量密度来提高电池的性能[4]。实现“碳中立性”的普遍概念促进了锂离子电池的大量研究和开发,锂离子电池是领先的干净二次电池技术。
人工智能是现代科学最受追捧的前沿领域之一。约翰·麦卡锡(1927-2011)是一位美国计算机科学家,他于 1955 年首次提出了“人工智能”一词。人们在电子设备中模拟人脑系统思维及其转化,研究仍在各个层面展开。生物学概念:“智能”被转化为电子信号和波,并被机器转化为工作,称为机器学习。它是一门跨学科的科学,涉及电子、物理、化学、数学、工程、计算机科学以及生物科学。未来有各种可能性,机器学习和人工智能将取代现有的机器,开启一个具有记忆、判断和执行能力的机器新时代。两位人工智能先驱——约翰·霍普菲尔德和杰弗里·辛顿——因帮助创建机器学习的基石而获得诺贝尔物理学奖,机器学习正在彻底改变我们的工作和生活方式,但也给人类带来了新的威胁。电子领域的人工神经网络已经开发出来,互连的计算机节点模拟大脑中的神经网络。这里提到了一些关于人工智能的著名名言:1. 辛顿,被誉为人工智能教父,霍普菲尔德是普林斯顿大学的美国人。诺贝尔委员会的一名成员引用了霍普菲尔德 1982 年的工作,为辛顿的工作奠定了基础。2. 辛顿说:“人工智能最终将对文明产生‘巨大影响’,提高生产力和医疗保健水平。”“它将与工业革命相媲美”,“我们没有体验过拥有比我们更聪明的东西会是什么感觉。在很多方面,这都将是件好事”,“但我们也必须担心许多可能的不良后果,尤其是这些事情失控的威胁。”
该校的杰出校友包括天体物理学家 Hubert Reeves、前无国界医生组织国际主席 Joanne Liu、1977 年诺贝尔生理学或医学奖共同获得者 Roger Guillemin、奥斯卡获奖电影制片人 Denys Arcand 和奥斯卡提名导演 Jean-Marc Vallée、前前南斯拉夫和卢旺达国际刑事法庭首席检察官 Louise Arbour、作家 Antonine Maillet 和 Kim Thùy 以及已故加拿大最著名的总理之一皮埃尔·埃利奥特·特鲁多。蒙特利尔大学的毕业生也是全球 45 万名校友中自豪而活跃的一部分。
诺贝尔化学奖。体外选择对物理生物化学特别有吸引力,因为它能够仔细控制选择环境,从而能够探测各种现象,包括分子相互作用、折叠行为和进化途径。在体外选择过程中,具有所需特性的功能分子从大量随机(或半随机)序列中分离出来。这是通过选择、扩增和诱变的迭代循环实现的,直到最终的池中富含表现出所需特性的变体(图 1)。虽然体外选择通常应用于核酸,但当与肽展示技术相结合时,可以识别感兴趣的功能肽。特别是,mRNA 展示被广泛用于此目的,这将是本期观点的重点。
这篇《科学》论文还有另一个特别之处:它是 ESRF 自 1994 年首次开放以来发表论文数量突破 30,000 篇里程碑的论文之一。这些论文中有许多后来被视为突破性进展 - 例如,核糖体结构的发现让其作者 Ada Yonath 和 Venkatraman Ramakrishnan(两人都是 ESRF 的长期用户)获得了 2009 年诺贝尔化学奖。这些出版物也反映了 ESRF 用户社区的多样性和活力。来自世界各地、不同文化和学科的研究人员来到 ESRF 推动科学前沿,揭开材料的秘密,更好地了解生物体。二十多年来,这项研究丰富了科学文化,并通过促进 ESRF 成员国及其他地区的经济和竞争力,促进了社会发展。
阿克塞尔博士开发了基因转移技术,可以将几乎任何基因引入任何细胞。他将分子生物学引入神经科学问题,期望遗传学能够解释基因、行为和感知之间的关系。他对嗅觉逻辑的研究揭示了 1,000 多个与气味识别有关的基因,并深入了解了基因如何塑造我们对感官环境的感知。他目前的工作重点是如何将气味识别转化为大脑中感官质量的内部表征,以及这种表征如何导致有意义的想法和行为。阿克塞尔博士于 2004 年获得诺贝尔生理学或医学奖。他还是美国国家科学院、皇家学会和美国艺术与科学学院的成员,并获得了许多其他学术奖项和荣誉。
谈到自己的研究领域,科学家常常能讲述一段个人故事。分子生物学家 Mandy Boontanrart 也不例外。2015 年,在她开始博士研究时,她偶然发现了当时位于加州大学伯克利分校的 Jacob Corn 教授领导的实验室。他的研究重点是如何利用新的 CRISPR/Cas9 基因组编辑方法治疗严重的遗传性血液病——镰状细胞病。2012 年,Jennifer Doudna 和 Emmanuelle Charpentier 发现了 CRISPR/Cas9 方法,并因此获得了 2020 年诺贝尔化学奖。通过让科学家改变遗传物质中单个 DNA 构建块,该方法为治疗世界各地存在的遗传性疾病(如血红蛋白病)开辟了新途径。