荣获诺贝尔化学奖的有机合成法对液晶产业的贡献

2010-10-12 10:28

美国普度大学（Purdue University）特聘教授根岸英一、北海道大学名誉教授铃木章、美国特拉华大学（University of Delaware）名誉教授查德·赫克（Richard Heck）等3人共同获得了2010年诺贝尔化学奖。因为他们开发的在电子材料及医药等多种有机物制造领域不可或缺的合成法受到了高度评价。电子材料中具有代表性的是液晶材料。可以说该有机合成法对规模达10万亿日元左右的液晶产业的发展作出了杰出贡献。

　　液晶显示屏1973年第一次作为显示装置配备于计算器上，之后其应用又扩展到个人电脑、手机及电视机等领域，推动了产业的发展。而使上述应用的扩大成为可能的正是液晶材料的改进。可以说，通过使用温度范围的扩大、稳定性的提高、驱动电压的减小、响应速度的提高等，使液晶面板的应用逐步扩大，而推动这些变化的正是液晶材料的技术进步。

　　液晶材料的改进是通过开发新的液晶分子实现的。用于个人电脑及电视机的具有代表性的向列型液晶中的液晶分子是由烷基、联二苯基、极性基等三种基团构成的。上世纪80年代通过在构成联二苯基的两个苯环之间插入乙烯基、乙炔基及酯基分子，扩大了可用作液晶面板的向列相的稳定温区。上世纪90年代中期则尝试通过把极性基从氰基变为氟化氢来降低液晶粘度、也就是提高液晶面板的响应速度。

　　要把新设想的液晶分子实际制造出来，也就是有机合成起来，通常需要能把难以结合的碳原子连结起来的技术。作为本届诺贝尔化学奖而受到好评的“交叉偶联反应”，就是利用金属介质来自由操纵碳原子，从而使高效合成目标液晶分子成为了可能。

　　如果没有交叉偶联反应这种合成技术，则需要经过多次工序（化学反应的次数）才能合成液晶分子。有机合成中每次工序的收获率目前最高也只能达到90％左右。重复三次的话，收获率降到约70％，重复四次则降到约65％，随着工序次数的增加，收获率也会迅速下滑。这直接导致了生产成本的提高。另外，不使用交叉偶联反应，就无法合成某些目标液晶分子。

　　可以说，本届诺贝尔化学奖的三位得主以及利用交叉偶联反应的有机合成法在推动液晶显示器技术和产业的发展方面发挥了关键作用。另外，与液晶材料相同，在有机EL材料开发方面，交叉偶联反应也是必需的技术。可以说，这是一项今后也将继续为液晶和有机EL的进步做出贡献的技术。

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