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生命——以及構成生命的大分子——依賴於長的碳鏈，這些碳鏈結合在一起形成從碳水化合物到神經遞質的一切物質。然而，在例如一片葉子中發生的過程，在一系列碳-碳鍵合步驟中，即卡爾文-本森迴圈，已被證明在實驗室中難以模仿，因為碳本身不會主動與其同類碳結合。現在，2010年諾貝爾化學獎已授予三位化學家，他們開發了利用鈀的催化特性在室溫下形成這種碳-碳鍵的反應。
“我對所有有機分子都感興趣，並希望能夠以最佳方式合成它們，”新晉化學獎得主、普渡大學的根岸英一在週三於瑞典斯德哥爾摩舉行的新聞釋出會上透過電話廣播宣佈獲獎時表示。“我們相信我們的化學方法將適用於非常廣泛的化合物，即使我們不知道它們可能是什麼。”
根岸英一與特拉華大學的理查德·赫克和日本北海道大學的鈴木章分享了諾貝爾獎，以表彰他們獨立提出的化學反應，這些反應能夠構建複雜的有機化合物，並在醫藥、工業和農業領域具有廣泛的應用。所有三種略有不同的反應的關鍵元素是鈀，一種相對稀有的銀白色金屬，它提供了一種環境，使碳原子或含有碳的化合物能夠相互結合。事實上，鈀與碳原子結合，像媒人一樣將它們拉到一起。一旦足夠接近，碳原子就會形成自己的連線並脫落鈀，使催化劑能夠產生更多的這種配對。
美國化學學會主席、化學家約瑟夫·弗朗西斯科說：“鈀的作用是降低原子之間的能量壁壘，使這些反應更容易發生。” “一些反應過程需要數百攝氏度才能進行，但使用鈀通常可以在室溫下完成。您可以想象生產新材料的節能效果。”
這些材料的範圍從碳基聚合物（如用於製造塑膠的苯乙烯）到可以發光的有機化合物，從而實現薄型電視螢幕或電腦顯示器。然而，這些工藝最廣泛的應用是在合成藥物化合物方面，例如紫杉醇，一種從太平洋紫杉樹中提取的抗癌藥物，或海綿狀軟珊瑚素，一種從加勒比海綿中分離出來的天然有機分子。“透過這種方式，可以獲得進一步測試所需的足量海綿狀軟珊瑚素，”諾貝爾化學委員會成員、瑞典有機化學家揚-埃林·貝克瓦爾在宣佈今年獎項的活動中解釋說。
事實上，高效形成碳-碳鍵長期以來一直是化學的重點，各種方法——從維克多·格林尼亞在1912年使用鎂幫助結合碳原子開始——都曾獲得化學諾貝爾獎。“這不會是最後一個，”弗朗西斯科說。“這只是為化學家增加了一個工具箱，讓他們可以使用這些工具更清潔、更高效地構建[化合物]。”
當然，所有生物都使用類似的化學方法來合成生命所需的化合物。在光合作用的情況下，一種名為核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的酶有助於連線碳鍵，將陽光儲存為化學能——並製造植物的食物。但所謂的鈀催化交叉偶聯化學使科學家能夠在實驗室中以比光合作用更少的化學步驟製造有機化合物——構建包含多達129個原子的碳鏈。“這種方法具有高精度，並避免了不必要的副反應，”諾貝爾化學委員會主席、瑞典生物化學家拉斯·特蘭德在宣佈該獎項時說。“這使得形成像自然界中發現的化合物一樣複雜的化合物成為可能。”