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解读07科学诺奖:表面化学,你必须有耐心

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这是一个很浅的研究领域,浅到只有数个原子的深度。但是它的重要性让这个领域的先驱者之一获得了今年的诺贝尔化学奖。10月10日,瑞典皇家科学院宣布,德国马克斯·普朗克学会弗里茨―哈伯研究所的格哈德·埃特尔(GerhardErtl)由于“对固体表面的化学过程的研究”而获得了2007年的诺贝尔化学奖。

埃特尔的研究领域是表面化学。诺贝尔奖委员会说,埃特尔的见解为现代表面化学提供了科学基础,他的方法既可以应用在学术研究,也可以应用在工业研发中。美国化学会主席凯瑟琳·亨特(Catherine Hunt)在祝贺埃特尔获奖的时候说:“我很高兴化学奖认可了一个常常没有受到公众注意的化学领域,然而这个领域在许多方面改变了我们的生活。”她说,表面化学的研究为消除空气污染技术到现代电子产品的创新奠定了基础。

尽管公众对表面化学领域感到陌生,“了解埃特尔教授的人们对他的获奖其实并不惊奇,”波鸿鲁尔大学化学系的汪跃民博士说,“因为他在表面科学领域很久以来一直享有极高的声誉和威望,今年的获奖其实是众盼所归。”

诺贝尔奖委员会说,埃特尔的成果之一是弄清了合成氨的哈伯―博施法的运作机制。氨是生产农作物所需的氮肥的原料。大多数农作物需要人工添加氮肥才能获得较高的产量。空气中存在大量的合成氨的免费原料――氮气。德国化学家弗里茨·哈伯和卡尔·博施因为发明和改进了用氮气和氢气人工合成氨的方法而分获 1918年和1931年的诺贝尔化学奖。

这个方法能够运作的关键之一是铁。铁不会出现在反应的产物中,但是可以促进反应的发生。化学家把这种角色称之为催化剂。但是铁如何促进了氮与氢的结合?这是一个哈伯和博施都没能回答的问题。利用一系列的现代表面分析技术,埃特尔解决了这个难题:氮分子被铁的表面分解吸收,形成单个氮原子。氮原子然后与氢原子结合,产生氨分子。此外,埃特尔还研究过用于消除汽车尾气一氧化碳的钯催化剂。诺贝尔奖委员会说,埃特尔为整个表面化学学科确立了一套试验思想。

埃特尔也是一位良师益友。汪跃民曾经在弗里茨―哈伯研究所师从埃特尔6年。“很多人和埃特尔教授认识不久,就会被他渊博的学识和伟大的人格力量所感染。”

埃特尔此前已经获得过诸多荣誉,包括与美国加州大学伯克利分校的盖博·索马杰(G abor Somorjai)分享了1998 年的沃尔夫奖。埃特尔1936年生于德国斯图加特,10月10日化学奖宣布的时候,正是他的71岁生日。

埃特尔在回答诺贝尔奖基金会网站的电话采访时说,从事科学研究“应该永不放弃,尽可能解决问题”。“你必须有耐心,那是非常重要的。”

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