2025 年諾貝爾化學獎於星期三頒發給了北川進、理查德·羅布森及奧馬爾·M·雅基,表彰他們在金屬有機框架(MOFs)方面的開創性工作。這些材料是一種新型的晶體結構,擁有微小的「化學房間」,能夠捕捉、儲存和操控氣體及分子。瑞典皇家科學院表示,此獎項旨在肯定他們在「金屬有機框架的發展」方面的貢獻,這些框架結合了金屬離子和有機分子,形成高度多孔的結構。
金屬有機框架擁有極大的內部表面積,使得二氧化碳、甲烷和水蒸氣等氣體能夠自由進出。這些框架的設計不僅靈活,還能執行各種可能影響全球可持續性的任務。MOFs 能夠捕獲溫室氣體、淨化水源、催化化學反應以及儲存氫燃料,科學家們形容它們為「具有專用房間的分子建築」,能在其結構內主持量身定制的化學反應。
金屬有機框架的起源可以追溯到 1989 年,當時理查德·羅布森開始對銅離子和有機分子進行實驗。隨後,北川進展示了這些框架能夠吸收和釋放氣體,證明了其靈活性。而奧馬爾·雅基則發展出第一批極為穩定的金屬有機框架,並引入設計原則,使其性能能夠得到精確控制。
這些金屬有機框架的潛力巨大,為定制材料帶來了前所未有的機會,能夠實現新功能。諾貝爾化學獎委員會主席海納·林克表示,自從金屬有機框架被發明以來,化學家們已經創造出數以萬計的 MOFs,這些材料的應用範圍從碳捕獲和污染過濾到在沙漠中收集水源,以及高效轉化化學品。這些創新的材料正為可持續解決方案開闢新的道路,讓科學家們能夠在應對全球挑戰上展現出更大的潛力。




