诺贝尔化学奖:MOF掀能源材料应用革命摘桂冠

2025-10-08 | 来源: 中时新闻网 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

2025年诺贝尔化学奖8日揭晓，由北川进（左起）、罗伯森、亚吉3人共享殊荣。（美联社）

2025年诺贝尔化学奖得主8日公布。

2025诺贝尔化学奖于中欧时间8日上午11时45分（台湾时间下午5时45分）揭晓，由日本学者北川进、英国裔澳洲学者罗伯森（Richard Robson）、约旦裔美国学者亚基（Omar M. Yaghi）共享殊荣。诺贝尔奖委员会指出，三人在金属有机骨架研究成果应获表彰，他们创造了大量微小空间分子结构，并发现气体和其他化学物质可在其中流动，为能源、环境与材料科学带来全新应用前景。奖金瑞典克朗1100万元由3人均分。

「妙丽的手提包」

诺贝尔化学奖委员会成员朗斯特隆（Olof Ramstrom）提及MOF这种材料时给了通俗比喻：「这种材料只要一点点，几乎就像《哈利波特》妙丽的手提包一样，小小体积能储存大量气体。」得主公布后，北川进电话连线受访时对于获奖深感荣幸，「我的梦想是捕捉空气，分离成二氧化碳、氧气、水等物质，运用再生能源技术转化为有用的材料」。他说，「我总是告诉学生，在化学和科学领域，『挑战』非常重要」，以此鼓舞年轻后进。

诺奖委员会说明，今年三位化学奖得主成功制造出能够自由分离与储存二氧化碳（CO?）等气体的多孔配位聚合物（PCP），PCP也称为金属有机骨架（Metal Organic Framework，MOF）。MOF特殊之处在于内部拥有大量微小空间，让气体与其他化学物质能在其中流动。

MOF大量细小孔洞如海绵

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这项技术为化学应用开启全新可能，MOF可用于从沙漠空气中萃取水分、捕捉二氧化碳、储存有毒气体，或加速化学反应。MOF分子结构像是「有房间的建筑物」，俗称「金属架构奈米海绵」，有大量细小孔洞，为未来能源与环境科技带来革命性潜力。MOF做出的金属泡棉可以吸附大量的高活性气体，比如氢气；捕捉二氧化碳的应用有利于解决气候变迁难题。

1989年罗伯森首次以全新方式运用原子的特性，将带正电的铜离子与一种四臂分子（four-arm molecular）结合。该分子每个末端都含有能与铜离子相吸的化学基团，两者结合后形成一种结构严整、内部空间广阔的晶体，宛如钻石分子建筑，内部充满无数微小空洞。罗伯森当时意识到这项结构的潜力，但结构不稳定容易崩塌。之后，北川与亚基在1992年至2003年分别提出关键改进，使建构方式稳定发展。

多重领域应用革命

北川证实，气体能自由进出这种结构，并预测MOF具备弹性可变形。亚基成功制造出极为稳定的MOF，透过「理性设计」（rational design）调整结构，赋予其多种可控的新功能。他们的研究不仅改变了化学结构设计的方式，也为能源、环境与材料科学带来了全新的应用前景，例如储能、绿能领域必不能少的电池等设备。

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The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2025 #NobelPrize in Chemistry to Susumu Kitagawa, Richard Robson and Omar M. Yaghi “for the development of metal–organic frameworks.” pic.twitter.com/IRrV57ObD6— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 8, 2025