ベルナルト・L・フェリンハ

1.1. Childhood and Education

フェリンハは幼少期を家族の農場で過ごし、その経験が彼の後の科学的探求心に影響を与えた可能性がある。彼はフローニンゲン大学で化学を学び、1974年に優等で修士号(MSc)を取得した。その後、1978年には同大学で「フェノールの不斉酸化。アトロプ異性体と光学活性」と題する論文で博士号(PhD)を取得した。彼の博士課程の指導教員はハンス・ウィジンバーグ教授であった。この初期の研究は、彼の後の立体化学と不斉触媒作用への深い関心の基礎を築いた。

2.1. Academic Career

博士号取得後、フェリンハはシェルのオランダおよびイギリスの事業所で研究員として短期間勤務した。1984年にフローニンゲン大学の講師として着任し、1988年にはウィジンバーグ教授の後任として正教授に昇進した。彼は同大学のストラティン化学研究所で分子科学のヤコブス・ファント・ホッフ特別教授を務め、オランダ王立芸術科学アカデミーの教授および科学部門長も兼任した。キャリアを通じて、彼は100人以上の博士課程学生を指導し、次世代の科学者の育成に貢献した。

2.2. Industrial Experience

フェリンハは、学術界に転身する前に、ロイヤル・ダッチ・シェルで研究員としてオランダとイギリスで勤務した経験を持つ。また、彼は契約研究会社Selact(現在はKiadisの一部)の共同設立者でもある。Selactは当初、有機合成分野のサービスを提供するために設立されたが、後にハイスループットスクリーニング手法を開発した。これらの産業界での経験は、彼の研究が実用的な応用へと繋がる可能性を追求する上で重要な役割を果たした。

3.1. Molecular Machines and Motors

フェリンハの最も画期的な業績の一つは、世界初の光駆動型分子回転モーターの開発である。このモーターは、ロドプシンにおけるレチナールの一方向性回転など、自然界で達成されている機能と同様の動きを分子レベルで実現した。この研究は、将来の分子ナノテクノロジー、特に分子モーターによって駆動されるナノマシンやナノロボットの基礎を築いた。彼の分子機械の設計と合成は、複雑で動的な化学システムや機能の動的制御に対する新たなアプローチを切り開いた。
2011年には、分子モーターを基盤とする車輪を備え、STMの先端からの電流によって固体表面上を移動できる分子「ナノカー」を開発した。この業績は世界中の主要な新聞や雑誌で取り上げられ、中国科学院によって世界の科学における10大発見の一つに選ばれた。

3.2. Molecular Switches and Nanotechnology

フェリンハの研究グループは、キラルな過密アルケンの設計に基づいた光学特性分子スイッチを早期に導入し、メゾスコピック系における光学制御された分子スイッチングとキラリティー増幅を実証した。彼のグループが開発した分子スイッチの応用分野は多岐にわたる。

• 応答性材料と表面**: 金ナノ粒子や巨視的な金膜上での表面集合により、分子モーターが表面に化学的に結合した状態でも機能することが示され、将来の分子コンベヤーベルトのようなナノマシンにとって重要な結果となった。
• 液晶**: 分子モーターを液晶にドーピングする実験により、モーターの動きが液晶膜上で巨視的な物体を回転させ、分子システムを非平衡状態に駆動できることが示された。
• 光電子工学**: エレクトロクロミックデバイスへの応用。
• 分子メモリ**: 光スイッチ可能なDNAとしての応用。
• 応答性ゲルとポリマー**: 光駆動型分子モーターによってらせん構造ポリマーのねじれ方向を制御する「分子伝達」など。
• 医療応用**: ナノスケールのドラッグデリバリーシステムのための光スイッチ可能なタンパク質チャネル、陰イオン感知、応答性触媒、光薬理学、さらには抗がん剤、抗生物質治療、抗生物質耐性、バイオフィルム形成に対する全く新しいアプローチなど。

これらの発見のいくつかは、ケミカル・アンド・エンジニアリング・ニュース誌によってその年の最も重要な化学的発見のリストに選ばれている。

3.3. Catalysis and Stereochemistry

フェリンハの初期の研究は、均一系触媒作用と酸化触媒作用、特に立体化学に焦点を当てていた。彼はエナンチオ選択的合成の分野で大きな貢献をし、不斉水素化に用いられるモノホス配位子の開発や、高反応性の有機リチウム試薬を含む有機金属化学試薬の不斉共役付加などが挙げられる。
彼の研究は、ホスホラミダイトを不斉触媒作用における配位子として使用することにも及んだ。銅触媒によるC-C結合形成において優れた立体制御が達成され、触媒的不斉共役付加に画期的な進歩をもたらした。ホスホラミダイトが産業界で利用されるようになるにつれて、最近では不斉C-P結合形成の出発試薬としても利用されている。従来のC-Pカップリング反応では、キラル誘導のために外部キラル配位子が使用されるが、初期および最終リン化合物と金属触媒との競合的な配位がエナンチオ選択性を低下させる。しかし、BINOL含有ホスホラミダイトは、固有のキラル配位子としての特性を持ち、同時に基質としても機能するため、アリール化合物とのC-Pカップリングプロセスにおいて立体選択性を向上させることが示された。
さらに、彼の研究には、エナンチオ選択性を生み出すキラル電磁放射、低分子量ゲル化剤、STMによるポルフィリンのイメージング、乾燥誘起自己集合、有機合成、円二色性分光法、不斉触媒作用、キラリティーの起源の探求(地球外起源の可能性を含む)、および表面修飾、表面エネルギー制御、ポルフィリンアロレイヤーを含む表面科学の様々な側面が含まれる。

3.4. Applications of Molecular Technology

フェリンハの研究グループによって開発された分子技術は、幅広い分野で応用される可能性を秘めている。これらの応用は、社会的な課題を解決し、技術的進歩を加速するための新たな道筋を示している。

• 応答性材料**: 光や温度などの外部刺激に応答して特性を変化させる材料の開発に貢献している。これにより、スマートコーティングや自己修復材料といった革新的な製品が生まれる可能性がある。
• 液晶**: 分子モーターを組み込んだ液晶は、光によってその光学特性を変化させることができ、ディスプレイ技術や光電子デバイスの進歩に寄与する。
• 光電子工学**: 分子スイッチは、光信号の制御や変換に利用され、より効率的で小型の光電子デバイスの実現に貢献する。
• ドラッグデリバリーシステムと治療用途**: 光スイッチ可能なタンパク質チャネルや応答性薬剤の開発は、特定の細胞や組織にのみ薬剤を届ける精密なドラッグデリバリーを可能にし、抗がん剤、抗生物質治療、バイオフィルム形成の抑制など、様々な疾患に対する治療効果の向上に繋がる。これは、副作用を最小限に抑えつつ、治療効果を最大化するという社会的な利益に直結する。
• ナノロボット**: 分子モーターを基盤とするナノロボットは、極めて微細なスケールでの操作を可能にし、診断、手術、環境浄化など、医療や環境分野における革新的な応用が期待される。
• システム化学**: 分子認識、キラリティー転移、触媒作用、立体電子制御、エナンチオ選択性を統合し、内部モーター機能によってこれらのプロセスを有効または無効にできる多段階キラル触媒の開発は、分子モーターの設計と応用を全く新しい洗練されたレベルへと引き上げ、将来のシステム化学の発展に貢献する。

4.1. Nobel Prize in Chemistry

2016年10月5日、フェリンハはジャン＝ピエール・ソヴァージュ、フレイザー・ストッダートと共に、「分子機械の設計と合成」の功績によりノーベル化学賞を共同受賞した。この受賞は、分子レベルで動きを制御できる機械を開発するという、長年の夢を実現した彼らの画期的な研究が高く評価されたものである。彼の受賞は、2010年のテレビアニメ『ザ・シンプソンズ』のエピソードでノーベル賞候補者の一人として言及されるなど、以前から予想されていた。

4.2. Major Scientific and Academic Awards

フェリンハは、化学と分子科学への貢献を評価され、以下のような主要な賞を受賞している。

• Pino Gold Medal(イタリア化学協会、1997年)
• Novartis Chemistry Lectureship Award(2000年 - 2001年)
• ケルバー欧州科学賞(2003年)
• Arun Guthikonda Memorial Lecture & Award(コロンビア大学、2003年)
• スピノザ賞(2004年)
• プレローグ・メダル(ETHチューリッヒ、2005年)
• Solvias Ligand Contest Award(スイス、2005年、ジョン・ハートウィッグと共同受賞)
• ジェームズ・フラック・ノリス賞(アメリカ化学会、2007年)
• パラケルスス賞(スイス化学会、2008年)
• 欧州研究会議(ERC)上級助成金(2008年、2016年)
• キラリティーメダル(2010年)
• Organic Stereochemistry Award(王立化学会、2011年)
• Decennial Van't Hoff Medal(Genootschap ter Bevordering van de Natuur-, Genees-, en Heelkunde、オランダ、2011年)
• アーサー・C・コープ・スカラー賞(2012年、2015年)
• 名古屋メダル(2012年、2013年)
• Grand Prix Scientifique Cino del Duca(2012年)
• アレクサンダー・フォン・フンボルト賞(2012年)
• Lily European Distinguished Science Award(2013年)
• RSC Award for distinguished service(王立化学会、2013年)
• マリア・スクウォドフスカ＝キュリー・メダルとJedrzej Sniadecki Medaille(ポーランド化学協会、2013年)
• Yamada-Koga prize(微生物化学研究会、2013年)
• Theodor Föster Award(ドイツ化学会 & Bunsen-Society for Physical Chemistry、2014年)
• Netherlands Catalysis and Chemistry Award(2015年)
• Chemistry for the Future Solvay Prize(2015年)
• テトラヘドロン賞(2016年)
• アウグスト・ヴィルヘルム・フォン・ホフマン・メダル(ドイツ化学会、2016年)
• センテナリー賞(王立化学会、2017年)
• European Gold Medal(欧州化学会、2018年)
• Raman Chair(インド科学アカデミー、2019年)

4.3. Academic Memberships and Fellowships

フェリンハは、多くの著名な科学アカデミーや学会の会員に選出されている。

• 王立化学会フェロー(1998年)
• アメリカ芸術科学アカデミー国際名誉会員(2004年)
• オランダ王立芸術科学アカデミー会員(2006年)、アカデミー教授(2008年)、副会長および科学部門長
• アカデミア・エウロパエア会員(2010年)
• 王立化学会評議会メンバー(2013年)
• オランダ王立化学協会名誉会員(2016年)
• 全米科学アカデミー外国人アソシエイト(2019年4月)
• ドイツ科学アカデミー・レオポルディーナ会員(2019年)
• 王立協会外国人会員(2020年)

4.4. Royal and Other Honors

科学界での栄誉に加えて、フェリンハはより広範な社会的認識を反映した栄誉も受けている。

• 2008年には、ベアトリクス女王からオランダ獅子勲章の騎士に任命された。
• 2016年11月23日には、ウィレム＝アレクサンダー国王によって同勲章の司令官に昇進した。
• 2016年12月1日には、フローニンゲンの名誉市民に任命された。
• 2017年4月6日には、彼の出身地であるバルハー＝コンパスキュームの通りが「Prof. Dr. B. L. Feringadam」と命名された。
• 2019年4月2日には、ヨハネスブルグ大学から化学分野と科学コミュニティ全体への貢献を認められ、名誉博士号を授与された。