2025年諾貝爾化學獎授予金屬有機骨架的開拓者！

北京時間2025年10月8日17時45分，2025年度諾貝爾化學獎揭曉，獲獎者是北川進、Richard Robson 和 Omar M. Yaghi，以表彰他們“開發(fā)了金屬有機骨架材料”。

獲獎成果

2025年諾貝爾化學獎得主創(chuàng)造出了具有巨大空間結構的分子構筑材料，使氣體與其他化學物質能在其中流動。該結構被稱為"金屬有機骨架"（MOF）。

MOF材料可以被形象地理解為 “分子級的海綿” 或 “納米孔洞材料” 。它是一種由金屬離子（或金屬簇）和有機連接劑通過強大的化學鍵自組裝形成的、具有規(guī)則孔道和空腔的結晶性多孔材料。由于其獨特的結構，MOF擁有一些傳統(tǒng)多孔材料（如沸石、活性炭）所不具備的卓越特性：

擁有極高的比表面積：1克MOF材料的表面積最高可以超過一個足球場大小。這為吸附氣體、負載催化劑提供了巨大的空間。

可調變的孔道：通過精確選擇“積木”（金屬和連接劑），可以像定制衣柜一樣，定制MOF孔洞的大小、形狀和化學環(huán)境，從而實現(xiàn)對特定分子的精準識別與捕獲。

結構可設計性：通過調整MOF的構筑單元，化學家能夠設計出可特異性捕獲與儲存特定物質的材料。MOF還具備驅動化學反應或傳導電子的能力。

開創(chuàng)歷程

這一領域始于1989年，Richard Robson嘗試以創(chuàng)新方式利用原子的固有特性。他將帶正電荷的銅離子與四臂分子結合——每個分子臂末端均含有對銅離子具有吸引力的化學基團。

當二者結合時，它們通過鍵合形成了結構規(guī)整、空間開闊的晶體。這猶如一顆鑲嵌著無數(shù)腔室的鉆石。

Robson立即意識到該分子構筑的潛力，但其結構不穩(wěn)定易坍塌。隨后，北川進與Omar M. Yaghi為這一建筑方法奠定了堅實基礎：在1992至2003年間，他們分別取得一系列突破性發(fā)現(xiàn)。北川進證明了氣體可在構筑體中自由穿透，并預言MOF可具備柔性特性；Yaghi則創(chuàng)造出穩(wěn)定性極高的MOF，并展示通過理性設計對其進行功能調控，賦予材料所需的新特性。

目前，在三位獲獎者開創(chuàng)性工作的基礎上，化學家已構建出數(shù)萬種不同的MOF材料。其中部分材料有望為解決人類重大挑戰(zhàn)提供方案，包括：從水中分離全氟化合物、降解環(huán)境中的微量藥物殘留、捕獲二氧化碳，乃至從沙漠空氣中提取淡水。諾貝爾化學委員會主席海納·林克評價道："金屬有機骨架蘊藏巨大潛力，為定制具有新功能的材料帶來了前所未有的機遇。

獲獎者簡介

2025NobelPrize

北川進

日本化學家

北川進，日本化學家，1951年生于日本，1979年在京都大學獲得化學博士學位。1998-2006年領導京都大學國際創(chuàng)新協(xié)同研究中心，2007年起任京都大學先進科學技術研究所杰出教授，并擔任綜合細胞-材料科學研究所主任，推動多孔材料在能源和環(huán)境領域的應用。現(xiàn)任京都大學iCeMS主任、京都大學國際高等教育院杰出教授，同時為英國皇家學會外籍院士。

他的主要研究領域是配位空間化學和多孔配位聚合物/金屬有機框架（PCPs/MOFs），多年來在多孔配位聚合物氣體吸附性質、柔性MOFs以及功能性化學，推動氣體存儲、分離和催化應用等領域貢獻卓著。他曾憑借這些成果獲得2009年日本化學會獎、2010年湯森路透引文桂冠獎等多個獎項。

2025NobelPrize

Richard Robson

澳大利亞化學家

Richard Robson，澳大利亞化學家，1937年生于澳大利亞，1966年在墨爾本大學獲得無機化學博士學位。1990年代，他開創(chuàng)了金屬有機框架（MOFs）的晶體工程設計理念。現(xiàn)任墨爾本大學化學系名譽教授。

他的主要研究領域是配位化學和金屬有機框架（MOFs），主要成果是率先提出MOFs的晶體工程設計概念，開發(fā)了基于配位鍵的拓撲網絡結構，推動了多孔材料在氣體存儲、催化及分子分離中的應用，為現(xiàn)代MOFs研究奠定基礎。曾獲得1997年澳大利亞皇家化學學會Burrows獎、2008年澳大利亞科學院Craig獎章，并于1999年入選澳大利亞科學院院士。

2025NobelPrize

Omar M. Yaghi

美國化學家

Omar M. Yaghi，生于1965年2月9日，約旦裔美國化學家，美國國家科學院院士。儲氫材料專家、多孔材料權威。現(xiàn)任加州大學柏克萊分校James and Neeltje Tretter講座終身教授。

他創(chuàng)建了網狀化學（Reticular Chemistry) - 這是一個通過強鍵將分子結合在一起形成開放框架結構的全新化學分支。他也是金屬有機框架（Metal-Organic Framework, MOF）和共價有機框架（Covalent Organic Framework, COF）的開拓者與奠基人。2010年他獲引文桂冠獎；2018年，獲沃爾夫化學獎。

諾貝爾化學獎旨在獎勵那些在化學領域里作出突出貢獻的科學家。1901年至2024年，諾貝爾化學獎已頒發(fā)給197位獲獎者。加上弗雷德里克·桑格和巴里·夏普萊斯兩次獲獎，自1901年以來，共有195 人獲得諾貝爾化學獎。

迄今為止，最年輕的諾貝爾化學獎獲得者是弗雷德里克·約里奧 (Frédéric Joliot)，他于 1935 年與妻子伊雷娜·約里奧-居里 (Irène Joliot-Curie) 共同獲得該化學獎時年僅 35 歲。

迄今為止，最年長的諾貝爾化學獎獲得者是約翰·B·古迪納夫，他在2019年獲得諾貝爾化學獎時已97歲高齡，也是所有獎項類別中獲獎年齡最大的獲獎者。

迄今為止，在 195 位諾貝爾化學獎獲得者中，有 8 位是女性。其中，瑪麗·居里和多蘿西·克勞福特·霍奇金兩位女性獲得了單獨化學獎。