通讯员 王琳 科技日报记者 房琳琳 龙云
瑞典皇家科学院每年颁发的诺贝尔化学奖，是科学界最负盛名的荣誉之一，旨在表彰对化学领域乃至更广泛科学领域产生重大推动作用的个人或团队。
下一个诺贝尔化学奖可能花落谁家？
科学突破往往始于挑战传统、开辟新的可能并重塑整个领域的大胆构想。美国化学文摘社（CAS）的科学家们持续关注具有潜力的新兴领域，这些领域有望为医学、材料科学和分子设计带来变革。
以下是CAS科学家团队认为有望在未来获得诺贝尔奖委员会关注的热门领域。相关内容已针对2026年颁奖季进行了更新。
下一代DNA测序技术
由尚卡尔·巴拉苏布拉马尼安（Shankar Balasubramanian）、戴维·克伦纳曼（David Klenerman）及其团队开发的“边合成边测序”技术，让基因组测序更快速、更经济、更普及。这项创新基于可逆终止子化学，其中荧光标记的核苷酸一次结合一个碱基。该技术能够以高精度、高通量实时检测DNA合成过程。其影响力覆盖精准医疗、癌症治疗、病原体鉴定和全球基因组学研究等多个领域。
太阳能电池
太阳能电池化学领域的发展（尤其是钙钛矿太阳能电池和有机光伏电池）已为可再生能源带来变革。在米夏埃尔·格雷策尔（Michael Grätzel）于1991年提出的染料敏化结构基础上，米夏埃尔·格雷策尔、宫坂力（Tsutomu Miyasaka）、朴南圭（Nam-Gyu Park）、亨利·斯奈斯（Henry Snaith）和任广禹（Alex K.Y. Jen）等研究者开发的混合材料，在效率上可与硅基材料媲美，同时具备低成本、溶液法制备的优势。这类技术有望实现可打印的柔性、轻质太阳能电池板的全球部署。通过可规模化的化学创新满足迫切的能源需求，是可持续能源解决方案领域的重要突破。
碳-氮交叉偶联反应
胺与芳基卤化物的钯催化偶联反应由斯蒂芬·布赫瓦尔德（Stephen Buchwald）和约翰·哈特维希（John Hartwig）于20世纪90年代中期独立开发，现被普遍称为“布赫瓦尔德—哈特维希胺化反应”，是药物研发中应用最广泛的成键反应之一。芳基胺广泛存在于各类药物中，而历经数代迭代的膦配体设计，已将这一曾经条件苛刻、收率低下的转化反应，转变为一种可靠、适用于杂芳烃且可实现工业化生产的合成步骤。2010年诺贝尔化学奖表彰了钯催化的碳-碳交叉偶联反应；然而，对制药领域影响或许更为深远的碳-氮键形成反应，却未能入选。
通往诺贝尔化学奖的三条轨迹
从CRISPR基因编辑技术的发明到量子点的研发，诺贝尔获奖研究通常遵循以下三条轨迹之一：部分获奖者是因为其发现为整个学科领域奠定了基础；大多获奖者是因为引入变革性工具，加速了创新进程；还有少数获奖者是因为开发了改变人类生活的实际应用。
在本项独家分析中，美国化学文摘社的科学家们研究了诺贝尔奖获奖者的出版物、合作网络以及创新时间线，最终形成了一个基于数据的“三轨迹框架”。该框架不仅能解释过往的获奖情况，还有助于预测未来的获奖方向，案例如下：
·基础发现
DNA修复机制研究——托马斯·林达尔（Tomas Lindahl）、保罗·莫德里奇（Paul Modrich）、阿齐兹·桑卡尔（Aziz Sancar）（2015年）。
大气化学，特别是臭氧的形成与分解——保罗·克鲁岑（Paul J. Crutzen）、马里奥·莫利纳（Mario J. Molina）、舍伍德·罗兰（F. Sherwood Rowland）（1995年）。
RNA的催化特性——西德尼·奥尔特曼（Sidney Altman）、托马斯·切赫（Thomas R. Cech）（1989年）。
·工具与技术
基因组编辑方法——埃马纽埃尔·沙尔庞捷（Emmanuelle Charpentier）、珍妮弗·杜德纳（Jennifer A. Doudna）（2020年）。
超分辨荧光显微镜的发展——埃里克·贝齐格（Eric Betzig）、斯特凡·赫尔（Stefan W. Hell）、威廉·默纳（William E. Moerner）（2014年）。
手性催化加氢化反应与手性催化氧化反应——威廉·诺尔斯（William S. Knowles）、野依良治（Ryoji Noyori）、卡尔·巴里·沙普利斯（K. Barry Sharpless）（2001年）。
·具有重大影响的应用
导电聚合物的发现与开发——艾伦·黑格（Alan J. Heeger）、艾伦·麦克迪尔米德（Alan G. MacDiarmid）、白川英树（Hideki Shirakawa）（2000年）。
锂离子电池研发——约翰·古迪纳夫（John B. Goodenough）、斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham）、吉野彰（Akira Yoshino）（2019年）。
富勒烯的发现——罗伯特·柯尔（Robert F. Curl Jr.）、哈罗德·克罗托（Sir Harold W. Kroto）、理查德·斯莫利（Richard E. Smalley）（1996年）。
近期诺贝尔化学奖得主
诺贝尔化学奖由全球符合条件的个人提名，并由专家组成的诺贝尔奖委员会进行评审。评选过程严格保密且极为严谨，通常需要经过数年审议，全面考量科学成果的影响力。
2025年：诺贝尔化学奖于2025年10月8日揭晓，旨在表彰金属有机框架（MOF）领域的研究成果。作为一种革命性的多孔晶体材料，MOF兼具结构可调与高比表面积等特性。凭借卓越的多功能性，MOF已成为应对诸多全球性挑战的关键平台，广泛应用于环境修复、可再生能源、工业催化、医学诊断、药物递送、电子器件及传感技术等领域。
2024年：戴维·贝克（David Baker）因计算蛋白质设计获奖；德米斯·哈萨比斯（Demis Hassabis）、约翰·江珀（John Jumper）因利用人工智能（尤其是AlphaFold2）进行蛋白质结构预测而获此殊荣。他们的共同研究实现了对蛋白质的精准创造与解析，为医学和生物学领域带来了变革。
2023年：蒙吉·巴文迪（Moungi G. Bawendi）、路易斯·布鲁斯（Louis E. Brus）、阿列克谢·叶基莫夫（Aleksey Yekimov）因发现并合成量子点而获奖。量子点是一种纳米级粒子，其特性会随尺寸变化而改变，目前已广泛应用于从LED显示器到癌症手术等多个领域。他们的突破性研究为现代纳米技术奠定了基础。
2022年：卡罗琳·贝尔托齐（Carolyn R. Bertozzi）、莫滕·梅尔达尔（Morten Meldal）、卡尔·巴里·沙普利斯（K. Barry Sharpless）因开创点击化学与生物正交化学而获奖。这两种化学反应能让分子快速、精准地结合，即便在生物体内也能实现。他们的研究为药物研发和细胞成像领域带来了革命性突破。
2021年：本亚明·利斯特（Benjamin List）、戴维·麦克米伦（David W.C. MacMillan）因开发不对称有机催化而共同获得诺贝尔化学奖。该方法利用小型有机分子驱动化学反应，具有极高的精准度。这一创新让分子构建过程更高效、更环保，在药物研发领域尤为重要。
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