每到诺贝尔奖颁奖季，不仅学术界跃跃欲试，我们也总会兴奋地预测，集体讨论各大奖项会花落谁家。今年我们邀请科学家们谈谈，哪些尚未获得诺贝尔奖的科学发现让他们最为惊讶。这些理念从纳米分子到各类生物活性分子，对化学、生物和医学领域都有影响。
如今，OLED无处不在，应用场景包括手机、媒体播放器、便携式游戏机、照明，甚至汽车收音机。这项技术归功于邓青云和Steven Van Slyke，1987年这两位化学家就职于伊士曼柯达公司时率先推出了第一台实用的OLED设备。这为新一代显示技术的跨行业发展开辟了道路。
有机发光二极管 (OLED) 是一种发光二极管 (LED)，其电致发光层是响应电流发光的有机物薄膜。该有机层位于两个电极之间，通常至少有一个电极是透明的。由于它们的重量较轻，可以组装到柔性塑料衬底上获得更好的图像质量，也可以用喷墨打印机打印到任何合适的衬底上。
自1987年邓博士和Van Slyke推出首款实用设备以来，美国化学文摘社 (CAS) 已收录了113,000多篇OLED在多个应用领域中的文献。这30,000篇期刊文献和80,000项专利表明了OLED在技术发展中的核心重要性。
长期以来，通过简单的分子砌块自组装来构建复杂、可调、多孔的材料结构一直难以实现。然而，自20世纪90年代Omar M. Yaghi和藤田诚(Makoto Fujita) 首次发现金属有机框架 (MOFs) 以来，MOF已被证明是一种颇具前景的解决方案。通过将金属原子或团簇 (如Zn或Cu) 与有机物 (如羧酸盐或咪唑酸盐) 进行连接，MOF具有传统多孔材料不具备的精确控制的刚性纳米结构和化学功能化。
通过改变金属和有机分子砌块的性质以及制备方法 (如溶剂热合成法或水热合成法)、有机溶剂、表面积、吸附性以及电子、磁性和发光性能，可以对MOF进行微调，以此来实现大范围的应用。MOF最初是用于气体捕获、分离、储存 (如氢气、二氧化碳和氧气) 和多相催化的有前途的材料，现已被用作生物传感器和生物成像材料、药物递送系统、客体分子的结合与消除、海水淡化或水处理，甚至半导体和铁电体的应用。
诺贝尔奖至今还没授予DNA的化学合成，属实令人惊讶。因为它将DNA的合成从高度专业化的前沿探索转变为大范围的应用于研究、诊断及法医领域的工具。这一突破极大地推动了生物学研究，助力生物科学技术行业的发展。Marvin H. Caruthers开发了以磷酸酰胺合成DNA的方法，可有效、准确地将核苷酸组装成短链DNA，助力新型生物制药的基因工程、法医DNA指纹识别和人类基因组计划。如今，科学家将其用于生物医学研究的诸多领域，包括基因测序、药物和疫苗的开发、疾病诊断以及病原体检测 (如COVID-19检测)。这项技术对其他生物医学技术的发展也至关重要，比如聚合酶链式反应，用于扩增DNA以进行更详尽的研究。
近年来，有关肠道微生物组的研究呈指数式增长，其中粪便菌群移植 (FMT) 是这方面研究的前沿。FMT有助于科学家们了解微生物组与人类健康之间复杂的相互作用，探索肠道细菌怎么样影响各项身体机能，如消化代谢、免疫系统乃至心理健康。FMT研究最突出的贡献之一是在治疗胃肠道疾病方面的应用，如复发性艰难梭菌 (Clostridioides difficile) 感染。这通常是一种致命的细菌感染，且患者可能会对传统抗生素产生耐药性。通过FMT引入各种健康的肠道菌群，能够在一定程度上帮助恢复受体肠道内的微生物平衡，减轻症状，促进康复，以及应对日益严重的全球性健康问题——抗生素耐药性。
尽管FMT主要与肠道相关疾病有关，但其潜在的应用场景范围并不止于消化系统。研究人员正在探索FMT在治疗炎症性肠病 (IBS)、克罗恩病、溃疡性结肠炎、肥胖症、过敏症、自身免疫性疾病，甚至帕金森病和抑郁症等神经系统疾病中的应用。
FMT的历史可以追溯到公元4世纪。自2013年美国食品药品监督管理局批准其用来医治复发性和难治性艰难梭菌 (C. difficile) 感染以来，FMT一直备受推崇。过去5年中，CAS收录了400多项关于FMT的发明及其方法学的专利，以及5,000多篇相关期刊文献。这些突破性发现正在重塑我们对于微生物群对人体健康影响的认知。粪菌群移植研究是医学创新如何从非常规来源诞生，进而挑战传统治疗方法的一个典型示例。
由于药物向来有溶解性差、毒性高或稳定性问题，导致其许多关键功效没办法实现。然而，使用树枝状大分子作为药物递送载体，许多问题迎刃而解。
树枝状大分子是从一个核心开始，然后是重复分支点的支化聚合物。它们的尺寸可调，可与细胞膜相互作用，而且内部结构稳定，是递送活性药物的理想材料。树枝状大分子的合成具有挑战性，且不具有成本效益，但它们的各种应用潜力仍然推动着这一研究的发展。
Didier Astruc博士建立了树枝状大分子的系统化合成方法，然后利用过渡金属纳米粒子 (即金纳米粒子) 进行功能化。这项研究克服了树枝状分子的合成障碍，并基于低催化剂负载量和高催化效率推动了树枝状分子催化化学的可持续性。在这项研究的基础上，利用嵌入金属纳米粒子的树枝状大分子进行可持续催化，减轻我们的能源消耗，并提高下一代的可持续发展能力。