榮獲諾貝爾化學(xué)獎的有機合成法對液晶產(chǎn)業(yè)的貢獻

美國普度大學(xué)（Purdue University）特聘教授根岸英一、北海道大學(xué)名譽教授鈴木章、美國特拉華大學(xué)（University of Delaware）名譽教授查德·赫克（Richard Heck）等3人共同獲得了2010年諾貝爾化學(xué)獎。因為他們開發(fā)的在電子材料及醫(yī)藥等多種有機物制造領(lǐng)域不可或缺的合成法受到了高度評價。電子材料中具有代表性的是液晶材料。可以說該有機合成法對規(guī)模達(dá)10萬億日元左右的液晶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了杰出貢獻。

液晶顯示屏1973年第一次作為顯示裝置配備于計算器上，之后其應(yīng)用又?jǐn)U展到個人電腦、手機及電視機等領(lǐng)域，推動了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而使上述應(yīng)用的擴大成為可能的正是液晶材料的改進。可以說，通過使用溫度范圍的擴大、穩(wěn)定性的提高、驅(qū)動電壓的減小、響應(yīng)速度的提高等，使液晶面板的應(yīng)用逐步擴大，而推動這些變化的正是液晶材料的技術(shù)進步。

液晶材料的改進是通過開發(fā)新的液晶分子實現(xiàn)的。用于個人電腦及電視機的具有代表性的向列型液晶中的液晶分子是由烷基、聯(lián)二苯基、極性基等三種基團構(gòu)成的。上世紀(jì)80年代通過在構(gòu)成聯(lián)二苯基的兩個苯環(huán)之間插入乙烯基、乙炔基及酯基分子，擴大了可用作液晶面板的向列相的穩(wěn)定溫區(qū)。上世紀(jì)90年代中期則嘗試通過把極性基從氰基變?yōu)榉瘹鋪斫档鸵壕д扯?、也就是提?strong>液晶面板的響應(yīng)速度。

要把新設(shè)想的液晶分子實際制造出來，也就是有機合成起來，通常需要能把難以結(jié)合的碳原子連結(jié)起來的技術(shù)。作為本屆諾貝爾化學(xué)獎而受到好評的“交叉偶聯(lián)反應(yīng)”，就是利用金屬介質(zhì)來自由操縱碳原子，從而使高效合成目標(biāo)液晶分子成為了可能。

如果沒有交叉偶聯(lián)反應(yīng)這種合成技術(shù)，則需要經(jīng)過多次工序（化學(xué)反應(yīng)的次數(shù)）才能合成液晶分子。有機合成中每次工序的收獲率目前最高也只能達(dá)到90％左右。重復(fù)三次的話，收獲率降到約70％，重復(fù)四次則降到約65％，隨著工序次數(shù)的增加，收獲率也會迅速下滑。這直接導(dǎo)致了生產(chǎn)成本的提高。另外，不使用交叉偶聯(lián)反應(yīng)，就無法合成某些目標(biāo)液晶分子。

可以說，本屆諾貝爾化學(xué)獎的三位得主以及利用交叉偶聯(lián)反應(yīng)的有機合成法在推動液晶顯示器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。另外，與液晶材料相同，在有機EL材料開發(fā)方面，交叉偶聯(lián)反應(yīng)也是必需的技術(shù)?？梢哉f，這是一項今后也將繼續(xù)為液晶和有機EL的進步做出貢獻的技術(shù)。

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