独家视点：诺贝尔化学奖“压注”新材料：可控自由基聚合、光刻胶......?

来源：今日新材料

化学诺贝尔奖向来"慷慨大方"，常常把奖发给跟生物或者物理沾边的成果。不过，这种趋势倒是很好地说明了化学家们都是万金油，在各行各业都能发光发热。

我们今天就来大胆做一波预测，看看下面这些研究能否在今年斩获桂冠，虽然其中仍然有个别成果算不上那么的"化学"。

"老树发新芽"的可控自由基聚合：自由基，是化合物分子在光热等外界条件下，内部的共价键发生均裂，从而形成具有不成对电子的原子或者基团，它具有极高的反应活性。所谓自由基聚合，是指利用自由基实现有机物聚合的化学反应，同时也是生产高分子聚合物材料最为常见的形式。然而，自由基聚合反应的缺点就在于它进行得实在太快，而且中间的细微过程完全不受控制。其次，由于瞬间产生的自由基太多，有些单体带着自由基瞎跑乱窜，结果可能会把本来连得好好的直链接的乱七八糟。如果能够把自由基聚合的过程控制好，让反应顺着人们的意志和设计进行，我们就能够得到各种各样符合期望的产品，高分子聚合物的种类也可能大大增加。原理上来说，可控自由基聚合反应中，往往要在聚合物体系中额外添加一些特殊的化合物，它能与活性种链自由基进行可逆的链终止或链转移反应。此外，它还给新型分子结构的设计带来了极大的自由。例如，我们可以以某个球形结构为中心，让长度高度一致的长线状的分子像刺猬一样从球面上长出来。聚合反应不可控的时代，这类分子很难制作，因为分子的长度不一，朝向也歪七扭八，想做个刺猬结果却成了随机线团。可控自由基聚合的技术路径一经提出，立刻吸引了全球实验室和各大化工厂商的关注，目前它的发展潜力还完全看不到边界。如果可控自由基聚合研究获得诺奖的话，也算是众望所归。

都听说过光刻机，你知道光刻胶吗？在光刻相关技术的发展过程中，曾经因为材料无法及时改良而差点陷入瓶颈。这一关键材料，就是化学放大光刻胶。光刻胶是一种对光照敏感的物质，光照下内部的分子结构会发生改变。比如原来不溶于某种溶剂，经过光照后就可以很容易地溶解进同一种溶剂。这样一来，经过这种显影溶剂的清洗，掩膜的图案就被转印到了光刻胶上。这时我们再用其它工艺（例如蚀刻等）对晶圆进行处理时，光刻胶保护着的部分就不会受到影响。在发明光刻胶随后的几十年中，各种性能的化学放大光刻胶如雨后春笋不断涌现。如今，化学放大光刻胶已经广泛应用于现行的深紫外光源和准分子激光光刻中，在最先端的极紫外光刻（波长1～10纳米）和电子光刻工艺中，化学放大光刻胶仍然能够满足应用需求。

诺贝尔化学奖素有"诺贝尔理科综合奖"之称。这些不太"化学"的研究，也有可能问鼎诺贝尔奖。包括万年大热门基因魔剪；还包括可能获得物理学奖又可能获得化学奖结果啥奖也没得上的千年遗珠——碳纳米管；还包括跟生物沾点边但是本质是化学研究的金属蛋白以及DNA寡核苷酸合成；同时还有利用化学方法解决纯粹生物问题的分子伴侣以及未折叠蛋白质反应等。除此之外，有机发光二极管（OLED）、像差校正透射显微学等研究成果同样具有极高呼声。从这些研究中我们可以看到，化学作为工具被引入到生物和物理等领域，当代科学确实在向着更加交叉融合的方向发展。

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