2025年诺贝尔化学奖揭晓：金属有机框架的开创者获殊荣，预示材料科学新纪元

2025年10月8日，瑞典皇家科学院向全球公布了本年度诺贝尔化学奖的得主，以表彰他们在金属有机框架（MOFs）材料领域的开创性贡献。获奖者为日本科学家北川进、澳大利亚科学家理查德·罗布森，以及约旦裔美籍科学家奥马尔·M·亚吉。这一殊荣标志着对分子结构设计和功能材料合成这一革命性领域的认可。

金属有机框架（MOFs）是一种由金属离子作为节点，通过有机分子作为连接体编织而成的三维多孔晶体结构。理查德·罗布森教授于1989年进行了早期探索，他成功地将带正电的铜离子与一种四臂有机分子结合，构建出具有广阔内部空间的晶体结构，尽管其初始结构稳定性较差。随后，北川进和奥马尔·亚吉分别在1992年至2003年间取得了关键性进展。北川教授证明了气体能够在这些构造体内自由进出，并预见了MOFs材料的柔性潜力；而亚吉教授则致力于创造出具备极高稳定性的MOF，并确立了通过理性设计来精准调控材料特性的方法论。

诺贝尔化学委员会主席海纳·林克指出，MOFs材料为定制具备全新功能的材料带来了前所未有的机遇。如今，化学家们已基于这些开创性工作，构建了数万种不同的MOF材料。这种精巧的分子建筑体，因其巨大的内部表面积和可调控的孔隙结构，在应对全球性挑战中展现出变革性的应用前景。

MOFs的应用潜力巨大，尤其在环境和能源领域。它们有望大幅降低碳捕获的成本，并已在从沙漠空气中收集水分、例如，2022年，亚吉的团队在美国死亡谷测试了MOF，1公斤材料每天能从干燥空气中提取114至210克水。降解环境中的药物残留、分离水中的全氟烷基物质（PFAS）以及高效储存有毒气体等方面展现出非凡能力。这种材料的出现，标志着材料合成范式从粗放的“黑匣子”式转向了精准的“乐高积木”式搭建。2020年，亚吉还创立了Atoco公司，旨在将MOF技术商业化，用于碳捕获和从大气中收集水。

获奖者之一的亚吉教授早在1995年就实现了金属有机结构的结晶。1999年，亚吉还推出了MOF-5——一种具有超高孔隙率的材料，其内部表面积巨大，仅几克这种物质就能容纳相当于一个足球场的面积。技术的进步，如MicroED（微晶体电子衍射）等解析技术的革新，正加速将这些微纳米级的材料从实验室推向产业化阶段。最终，颁奖典礼定于2025年12月10日在瑞典斯德哥尔摩举行，届时三位科学家将正式接受科学界的最高礼赞，他们的成就将基础化学洞察转化为赋能人类社会应对资源与环境挑战的强大实践力量。