Matthew Fuchter是英国帝国理工学院的化学教授

每个本科化学家都知道芳香族分子是扁平的这一规律。马修Fuchter知道规则有例外,而例外可以导致创新。他在螺旋烯方面做了很多工作——螺旋状的芳香环。它们不仅不是平面的,还具有手性。“螺旋烯是没有手性中心的手性芳烃。这种分子手性与光学和电子性质的耦合导致了令人着迷的效果,比如打破记录的旋光性。”

Matthew Fuchter的照片

来源:©Joseph O 'Connell-Danes

Fuchter在他的办公室里,他的办公室位于大学南肯辛顿校区的前帝国理工学院化学大楼(该系现在位于白城校区)

螺旋烯不寻常的结构使它们成为一个有趣的有机合成目标,但Fuchter也渴望探索它们的应用。“我们开发了大规模生产一种特殊螺旋烯的方法,但令人惊讶的是,尽管这些分子是完全共轭的分子,因此原则上可以作为有机半导体,但螺旋烯并没有真正被用于有机电子材料的研究。”

有机电子材料的新方法是Fuchter说他回避了一段时间的话题。他的博士研究方向是具有有趣光学和电子特性的类卟啉大环。他跟随光伏大师安德鲁·霍姆斯(Andrew Holmes)完成了博士后研究,当时在澳大利亚墨尔本大学。现在,控制分子结构来操纵分子的功能是富彻特工作的核心。

特别是,在有机电子材料中使用手性可以增强数据存储、生物传感器和光谱学等技术。例如,Fuchter和他的同事通过将非手性发光聚合物与对映纯螺旋烯混合制成了有机发光二极管(oled)。螺旋烯使设备能够发射圆偏振光,而不是非偏振光,这样可以绕过防眩光滤光片,提高OLED显示器的能源效率。

我对成为一名学者感兴趣的原因之一是我真的喜欢学习新事物

Fuchter的另一项工作涉及药物化学:开发工具分子来验证治疗目标。他的团队设计、合成和优化了通过抑制或刺激目标蛋白活性来调节目标蛋白的分子,他们用这些分子来验证该蛋白是否与疾病有关。虽然他领导的许多药物化学项目都处于药物发现过程的早期阶段,但他也参与了更高级的研究。他参与领导的一个项目产生了一种一流的抗癌药物,目前正在进行二期临床试验。该药物抑制CDK7,这是一种有助于调节转录和促进细胞周期进程的激酶酶。一些癌症依赖于CDK7,因此抑制这种酶同时针对两种致病机制。

这些表面上完全不同的研究链通过他们对有机合成和结构-功能关系的共同依赖而联合起来。“最终,我们制造分子是为了回答问题或开发新的机会,”Fuchter说。但你判断药物化学和电子材料成功与否的方式是非常不同的。”

“我喜欢研究基础科学,但基础科学是应用科学的框架。许多人认为这两个领域几乎是相互排斥的,但我认为它们可以相互依存;你可以通过使用你的分子来获得某种现实世界的结果,但反过来,你可以做出有趣的基础发现,然后需要进一步的科学研究。”

通常不同

Fuchter说,他目前正在努力解决的一个组织挑战是,让他的研究团队中的不同小组更多地了解其他人在做什么。“我一直在试图找到一种机制,让来自不同背景或项目领域的人一起谈论他们的科学,因为这些互动可能会产生奇怪的想法。”例如,他的团队目前正在研究一些关于手性分子的不对称合成的新想法,这是基于他们对手性材料物理学的理解。同样,他的团队正在利用其发现的分子,利用光可以相互转换成两种不同的异构体,以开发光转换治疗剂和能量存储材料。

一个法师向富切特展示他的布拉瓦特尼克2020奖章

来源:©纽约科学院

Fuchter是Blavatnik 2020英国奖的决赛选手

今年早些时候,Fuchter被列入化学决赛2020年英国布拉瓦尼克青年科学家奖表彰他在从电子材料到治疗剂的应用中开发新的功能系统的工作。除了挣到3万美元(2.3万英镑),富赫特现在还是布拉瓦尼克科学学者的一员,该组织每年举行一次会议,以培养科学合作和讨论。他形容被提名入围者是一个真正的震惊——“你知道被提名,但你从来没有想过你会得到它”——而且令人难以置信地兴奋。“对于像我这样喜欢与许多不同的科学家互动和合作的人来说,这种奖项带来的社交机会是不可思议的。”

主动寻求合作是富彻特研究战略的一个决定性特征。我不是那种每年都去同一个会议见同样的人的科学家。我参加了很多不同主题的会议。我对成为一名学者感兴趣的原因之一是,我真的很喜欢学习新事物。我认为继续激励我的是参加主题广泛的会议……在那里你可以了解到你不知道或不熟悉的事情。它创造了很多想法。”