2025年諾貝爾化學獎揭曉：金屬有機骨架（MOFs）研究獲殊榮

2025年10月，瑞典皇家科學院宣布，將諾貝爾化學獎授予Omar Yaghi（奧馬爾·亞吉）、Kitagawa Susumu（北川進）和Richard Robson（理查德·羅布森）三位傑出學者。這項殊榮旨在表彰他們在金屬有機骨架（Metal-Organic Frameworks, MOFs）的開創性合成與結構設計方面的貢獻。亞吉教授將此領域定義為「網狀化學」（reticular chemistry）。本次獎金總計1100萬瑞典克朗，將由三位得主平均分配。

MOFs材料的全球影響力不容忽視。這些材料本質上是混合結構，由金屬離子或其簇狀結構，透過有機分子連結，形成規律排列的三維晶體網路。其獨特之處在於極高的孔隙率，內部擁有巨大的空腔，能讓氣體和化學物質自由穿梭。這些科學家的突破性工作，正為解決從環境保護到能源供應等一系列全球性重大挑戰，提供了強有力的化學工具。

理查德·羅布森可謂是該領域的先驅。他在1989年受到鑽石結構的啟發，奠定了基礎。羅布森利用帶正電的銅離子，成功構建出首個具有可預測性的三維晶格，並具備廣闊的內部空間。儘管羅布森早期的設計在穩定性方面有所欠缺，但這些初步嘗試無疑為後續的重大發現鋪平了道路，是開創性的里程碑。

要實現MOFs的實用化，穩定性是關鍵。奧馬爾·亞吉，任職於亞利桑那大學及加州大學柏克萊分校，於1995年成功合成出奠定穩定性MOFs基礎的骨架結構。他的實驗室所製得的材料，其比表面積高達每克4000平方公尺，令人驚嘆。緊接著，來自京都大學的北川進，在1997年利用鈷基骨架進行實驗，展示了氣體的選擇性吸附能力，該骨架能有效捕獲二氧化碳、氮氣和氧氣。北川教授還提出了「柔性骨架」的概念，即結構能隨著分子互動而改變形態。

時至今日，科學家們已經合成出超過十萬種不同的MOFs類型。這些材料預示著科技領域的全面革新，應用前景極為廣闊。它們在工業廢氣中捕集二氧化碳的技術，預計將在2026至2027年間進入商業化階段。此外，MOFs在能源儲存、精準藥物傳輸，乃至於從空氣中收集水分等領域，都展現出巨大的潛力。

北川教授的PCP/MOF技術已不再是紙上談兵，而是正在實際應用中發光發熱。例如，在「智慧氣體網路」（Smart Gas Network）計畫中，其開發的CubiTan®儲存容器，使得甲烷的運輸不再依賴鋪設昂貴的管道系統。這次諾貝爾獎的頒發，無疑是對材料科學領域數十年來基礎研究成果的最高肯定，標誌著網狀化學正式登上世界科學舞台的中心。