2025諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)8日揭曉，由日本化學(xué)家北川進(jìn)（Susumu Kitagawa）、澳洲科學(xué)家羅布森（Richard Robson）以及美籍化學(xué)家亞吉（Omar M. Yaghi）共同獲得，表彰他們在「金屬有機(jī)骨架」（metal–organic frameworks, MOFs）領(lǐng)域的開創(chuàng)性研究。
北川進(jìn)，1951年生於日本京都，1979年取得京都大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任日本京都大學(xué)教授；理查德·羅布森，1937年生於英國格拉斯本，1962年取得牛津大學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)任澳洲墨爾本大學(xué)教授；奧馬爾·亞吉，1965年生於約旦安曼，1990年取得美國伊利諾大學(xué)厄巴納-香檳分校博士學(xué)位，現(xiàn)任美國加州大學(xué)柏克萊分校教授。
評選委員會(huì)指出，三人開發(fā)的金屬有機(jī)骨架是一類兼具金屬離子與有機(jī)分子的多孔材料，能以極高的效率儲存氣體、吸附污染物，並在能源與環(huán)境科技領(lǐng)域帶來革命性應(yīng)用。這項(xiàng)突破性成果不僅為材料化學(xué)開闢全新方向，也為永續(xù)能源與碳捕捉技術(shù)奠定關(guān)鍵基礎(chǔ)。
今年得主因?yàn)殚_發(fā)出一種新型的分子架構(gòu)而獲獎(jiǎng)。他們創(chuàng)造的「金屬有機(jī)框架」包含巨大的孔洞，可以讓分子自由進(jìn)出。研究人員已經(jīng)利用這些材料，從沙漠空氣中蒐集水分、從水中提取污染物、捕獲二氧化碳以及儲存氫氣。
這類分子建築由金屬離子作為「角落支柱」，再以長鏈有機(jī)分子相互連接，組成擁有巨大空腔的晶體。透過改變組成元素，化學(xué)家可以「度身訂造」不同功能的MOF，例如選擇性吸附特定氣體、導(dǎo)電或促進(jìn)反應(yīng)。諾貝爾化學(xué)委員會(huì)主席林克（Heiner Linke）強(qiáng)調(diào)：「金屬有機(jī)骨架擁有驚人的潛力，為客製化新材料帶來前所未有的可能性。」
這項(xiàng)研究可追溯至1989年，當(dāng)時(shí)羅布森首次嘗試以新方式利用原子的特性，將帶正電的銅離子與四臂有機(jī)分子結(jié)合，產(chǎn)生如鑽石般、內(nèi)含無數(shù)微孔的晶體。雖然結(jié)構(gòu)最初不穩(wěn)定、容易崩解，但北川進(jìn)與亞吉分別在1990年代至2000年代初期接續(xù)突破。
北川證明氣體能在結(jié)構(gòu)中自由進(jìn)出，並預(yù)測MOF可具柔性；亞吉?jiǎng)t成功製造出穩(wěn)定且可透過「理性設(shè)計(jì)」調(diào)整特性的MOF，為這一領(lǐng)域奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
自三位得主的研究問世以來，全球化學(xué)家已開發(fā)出數(shù)以萬計(jì)的不同MOF材料，廣泛應(yīng)用於吸附全氟化合物（PFAS）、分解環(huán)境中藥物殘留、捕捉二氧化碳，以及從乾旱地區(qū)的空氣中收集水分等領(lǐng)域。
這些多孔結(jié)構(gòu)被視為對抗氣候變遷與環(huán)境污染的重要科技基石，可能成為人類解決能源與環(huán)保挑戰(zhàn)的關(guān)鍵利器。
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