촉매를 이용해 비대칭 합성기법을 개발한 공로로 노요리 료지[野依良治], K. 배리 샤플리스와 함께 2001년 노벨 화학상을 받았다.

놀스는 1942년 컬럼비아대학교에서 박사학위를 받고 미국 세인트루이스 소재 몬산토사에서 연구원으로 일하다가 1986년 은퇴했다. 몬산토사는 농업 생산성 향상을 꾀하는 전세계 소비자를 겨냥해 기술 기반의 해결책과 농작물을 판매하는 다국적 회사로서 화학·생물공학 분야 등 과학·기술 연구진을 보유하고 있는데, 놀스는 1981년 L-DOPA의 상용 제조에 이바지한 공로로 이 회사가 제정한 제1회 토머스-호흐발트상을 받는 등 연구진 가운데서도 최고의 예우를 받았다.

놀스가 개발한 촉매를 이용한 비대칭 합성기법은 광학이성질체에서 원하는 기능·효과를 가진 한쪽만을 만들 때 사용하는 기술이다.

광학이성질체(또는 거울상이성질체)란 오른손과 왼손의 관계와 같이 입체구조는 똑같지만 물리적·화학적·생물학적 성질이 서로 판이한 1쌍의 물체를 말한다. 이 명칭은 광학이성질체를 통과하는 빛의 편광면을 회전시키는 효과 때문에 붙여졌는데, 이 경우 쌍을 이루는 각각의 광학이성질체는 서로 반대되는 방향으로 편광면을 회전시킨다. 이 현상을 광학활성이라 하는데, 광학이성질체를 구별할 수 있는 방법은 이 광학활성밖에 없다. 놀스는 몬산토사 연구원으로 있던 1968년 전이금속을 이용해 상반되는 성질을 지닌 1쌍의 광학이성질체 가운데 인체에 해가 없고 질병 치료 효과가 좋은 것만을 만들 수 있는 광학활성 촉매를 개발하는 데 성공했다. 이는 1960년대초만 해도 그 가능성 여부조차 알려지지 않은 채 전세계 화학계의 숙원으로 남아 있던 과업으로, 1966년 복합전이금속체 합성에 성공한 오스본·윌킨슨과 키랄(광학이성질) 수소화인의 합성에 성공한 호너·미슬로의 실험 성과를 토대로 한 것이었다.

놀스가 자신이 개발한 촉매를 써서 마련한 비대칭 합성기법이 바로 수소화반응이다. 이는 2차원 평면 구조를 가진 분자의 탄소 2원자 사이에 수소 2원자를 끼워넣어 해당 분자물질을 한쪽 방향으로 회전시킴으로써 원하는 광학이성질체 한쪽만을 만드는 기법이다.

그의 연구 성과는 노요리 등의 후학에 의해 뒷받침되면서 이내 파킨슨병 치료제인 레보도파(levodopa:일명 L-DOPA)를 상용 제조하는 산업화 과정으로 연결되었다. 오늘날까지도 이 약은 파킨슨병의 원인이 되는 도파민(신경전달물질) 부족 증상의 해소에 가장 효과적인 치료제로 널리 쓰이고 있다.