【大纪元2025年10月08日讯】(大纪元记者李言综合报导)科学家北川进(Susumu Kitagawa)、理查德‧罗布森(Richard Robson)和奥马尔‧亚基(Omar Yaghi)于周三(10月8日)共同赢得2025年诺贝尔化学奖。他们在金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)的开创性研究,开发了一种被誉为“Hermione’s handbag”(哈利波特剧集中的一款包)的材料,能以小巧体积储存巨大容量,有望协助人类应对能源储存、污染治理和淡水资源匮乏等严峻挑战。
外表小巧、内藏玄机的分子结构
MOFs是一种具有高度多孔性的晶体状结构,由金属原子和有机分子交织而成,内部拥有巨大空间,能让气体和其它化学物质流经其中。
瑞典王家科学院表示,这些材料具有惊人的表面积——一小块大约糖块大小的多孔材料,其表面积可能相当于一个大型足球场。诺贝尔化学委员会成员奥洛夫‧拉姆斯特罗姆(Olof Ramstrom)生动地形容,“少量这样的材料,几乎就可以像《哈利波特》中妙丽(Hermione)的手袋一样。它可以在极小的体积内储存大量气体。”
诺贝尔化学委员会主席海纳‧林克(Heiner Linke)则将MOFs内部巨大的腔体比作“旅馆里的房间”,可供客体分子进出。
应用:从水资源到清洁能源
MOFs的突破性在于其可设计性和广泛的应用潜力。目前,MOFs已被证实可用于:
环境治理:从沙漠空气中采集水分、捕获二氧化碳、储存有毒气体,以及从水中分离有毒的PFAS(俗称“永久化学品”)并分解环境中的药物痕迹。
清洁能源:储存氢气(hydrogen),这对未来的清洁能源发展至关重要。
获奖者之一的北川进是日本京都大学教授。他在新闻发布会上表示,他的梦想是捕获并分离空气中的元素(如二氧化碳和水),然后利用可再生能源将其转化为有用的材料。瑞典王家科学院肯定,化学家已构建数万种不同的MOFs,其中一些可能有助于解决人类面临的一些最大挑战。
科学奠基与学术背景
虽然MOFs的概念由在澳大利亚墨尔本大学担任教授的罗布森首先提出,但其最初结构并不稳定。最终是美国加州大学伯克利分校教授、约旦裔美国科学家亚基通过严谨的晶体学方法,设计并创建了第一个稳固、耐用的金属有机框架(MOF-5),彻底点燃了这个领域的发展。
化学奖是今年颁发的第三个诺贝尔奖项,获奖者将分享1,100万瑞典克朗(合120万美元)的奖金。按照传统,2025年诺贝尔奖的第四个奖项——文学奖将于周四公布。
诺贝尔本人是一位化学家,他在该领域的发展为他于19世纪发明炸药所积累的财富奠定了基础。去年的化学奖颁给了美国科学家大卫‧贝克(David Baker)和约翰‧詹珀(John Jumper)以及英国人戴米斯‧哈萨比斯(Demis Hassabis),以表彰他们在解码和创造新蛋白质结构方面的工作。
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