深圳商报·读创客户端首席记者 陈小慧
10月8日下午,2025年诺贝尔化学奖揭晓,授予日本科学家 Susumu Kitagawa、 澳大利亚科学家Richard Robson、美国科学家Omar M. Yaghi获奖,以表彰他们“开发了金属有机框架”。三位获奖者将平分1100万瑞典克朗奖金,约合人民币834.526万元。
根据诺贝尔奖官网,三位科学家创造了具有大空间的分子结构,其包含了进行化学反应的空间。在他们所开发的结构中,金属离子作为由长有机(碳基)分子连接的基石。金属离子和分子结合在一起,形成了包含大空洞的晶体。这些多孔材料被称为金属有机框架(MOF)。通过改变MOF中使用的构建块,化学家可以设计它们来捕获和存储特定的物质。MOF还可以驱动化学反应或导电。
“金属有机框架具有巨大的潜力,为具有新功能的定制材料带来了以前无法预见的机会,”诺贝尔化学委员会主席Heiner Linke说。
这一切开始于1989年,当时Richard Robson以一种新的方式测试了利用原子的固有特性。他将带正电的铜离子与一个四臂分子结合;它有一个化学基团被每条臂末端的铜离子吸引。
当它们结合在一起时,就形成了一个有序的、宽敞的晶体。它就像一颗镶嵌着无数空洞的钻石。Robson立即意识到他的分子结构的潜力,但它不稳定,很容易坍塌。然而,Susumu Kitagawa和Omar Yaghi为这种建筑方法提供了坚实的基础;1992年至2003年间,他们分别取得了一系列革命性的发现。Kitagawa展示了气体可以从结构中进出,并预测MOF可以变得灵活。Yaghi创造了一个非常稳定的MOF,并表明它可以通过合理的设计进行修改,赋予它新的和理想的性能。
在这些获奖者的突破性发现之后,化学家们已经构建了成千上万种不同的MOF。其中一些可能有助于解决人类面临的一些最大挑战,包括从水中分离PFAS,分解环境中的药物痕迹,捕获二氧化碳或从沙漠空气中收集水。
Susumu Kitagawa, Richard Robson和Omar Yaghi三人开发了一种新的分子结构。在这一结构中,金属离子作为由长有机(碳基)分子连接的基石。金属离子和分子结合在一起,形成了包含大空洞的晶体。这些多孔材料被称为金属有机框架(MOF)。通过改变MOF中使用的构建块,化学家可以设计它们来捕获和存储特定的物质。MOF还可以驱动化学反应或导电。
据介绍,Susumu Kitagawa, 1951年出生于日本京都。1979年从日本京都大学获得博士学位。目前为日本京都大学教授。Richard Robson, 1937出生于英国格拉斯本。1962年从英国牛津大学获得博士学位。目前为澳大利亚墨尔本大学教授。Omar M. Yaghi, 1965年出生于约旦安曼。1990年从美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获得博士学位。目前为美国加州大学伯克利分校教授。