2025年诺贝尔化学奖揭晓：表彰金属有机骨架（MOFs）领域的开创性贡献

2025年10月，瑞典皇家科学院隆重宣布，将当年的诺贝尔化学奖授予Omar Yaghi（奥马尔·亚吉）、Kitagawa Susumu（北川进）和Richard Robson（理查德·罗布森）。此项殊荣旨在表彰他们在构建和合成金属有机骨架（MOFs）方面所做出的突破性工作。Omar Yaghi将这一领域定义为“网状化学”（reticular chemistry）。此次奖金总额为1100万瑞典克朗，将由三位科学家平均分配。

全球材料科学的里程碑

金属有机骨架（MOFs）是一种独特的混合材料，其结构由金属离子或金属簇与有机分子通过特定方式连接而成，形成高度规则的三维晶体网络。这些结构最引人注目的特性是其惊人的孔隙率，拥有巨大的内部空间，能够让气体和化学物质自由穿梭。三位获奖者的研究成果，正是在应对从环境保护到能源存储等一系列全球性重大挑战中，发挥着不可替代的作用。

Robson奠定基础

Richard Robson在1989年受到了钻石结构的启发，为这一新兴领域奠定了理论基石。他成功地利用带正电荷的铜离子，构建出首个具有可预测性的三维晶格结构，并拥有广阔的内部空腔。尽管Robson早期的设计在稳定性方面存在不足，但这些开创性的尝试无疑为后续的重大发现铺平了道路。

Yaghi与Kitagawa的突破性进展

Omar Yaghi，分别在亚利桑那大学和加州大学伯克利分校开展工作，于1995年成功合成了奠定现代稳定MOFs基础的骨架材料。他的实验室所制备出的材料，其单位质量的比表面积达到了惊人的4000平方米每克。紧随其后，来自京都大学的北川进（Susumu Kitagawa）在1997年展示了气体选择性吸附的潜力。他以钴基骨架为例，证明了该材料能够选择性地捕获二氧化碳、氮气和氧气。此外，Kitagawa还提出了“柔性骨架”的概念，即材料结构能够在其与分子相互作用时发生形态变化。

广阔的应用前景与规模化

时至今日，全球范围内已被合成的MOFs类型已超过10万种。这些材料预示着多项技术的革命性进步：它们有望用于工业排放源的二氧化碳捕集（预计将在2026年至2027年间实现商业化应用）、高效的能源存储、靶向药物递送，以及从空气中收集水分等关键领域。

技术商业化与学术界的高度认可

Kitagawa教授的PCP/MOF技术已开始进入实际应用阶段，例如在Smart Gas Network项目中，利用CubiTan®容器实现了无需管道的甲烷运输。此次诺贝尔奖的授予，是对这些科学家数十年来在材料科学领域进行基础研究和持续探索的全球性最高肯定，标志着网状化学正式步入主流视野。