氟圈震撼！2025年諾貝爾化學獎背后氟材革命，PFAS分解不再是難題

繆舢/文

北川進（右）、理查德·羅布森（左）和奧馬爾·M·亞吉（中）

‖微觀世界的神秘網格，正成為解決氟污染難題的鑰匙‖

2025年諾貝爾化學獎揭曉，日本京都大學北川進、澳大利亞墨爾本大學理查德·羅布森和美國加州大學伯克利分校奧馬爾·M·亞吉，因開發金屬有機框架（MOF）材料獲此殊榮。他們創造的多孔網格材料正在解決包括氟污染在內的諸多環境難題。

對于氟材料行業而言，今年諾獎成果具有特殊意義：MOF材料已被成功用于從水中分離全氟和多氟烷基物質（PFAS），讓這個困擾全球的氟污染問題有了全新的解決方案。

諾獎中的“氟”音

瑞典皇家科學院宣布，將2025年諾貝爾化學獎授予金屬有機框架（MOF）領域的三位科學家。諾貝爾化學委員會主席海納·林克評價：“金屬有機框架具有巨大的潛力，為實現具有新功能的定制化材料帶來了前所未有的機遇。”

在眾多應用中，MOF材料在氟化學領域展現出獨特價值。PFAS因含氟碳鏈的強化學穩定性被稱為“永久化學品”，廣泛用于防水劑、滅火劑等，但其生物累積性和毒性威脅全球生態。傳統吸附材料（如活性炭）對PFAS的吸附效率低且易飽和，而MOF材料憑借超高比表面積和可設計性，展現出顯著優勢。

研究人員已經設計出能夠從水中捕捉PFAS的特定MOF結構，為水體氟污染治理提供了新思路。

研究人員已經設計出能夠從水中捕捉PFAS的特定MOF結構，為水體氟污染治理提供了新思路。以UiO-67為例，這類MOF材料已成為很有前途的水處理和污染物去除材料，主要得益于其高度有序的孔道結構和出色的結構穩定性。

氟化學與MOF的協同創新

MOF的可編程性為氟材料研究開辟新路徑：

功能化設計：通過引入氟代有機配體，增強MOF對PFAS的親和力。MOF材料的金屬有機框架結構包含大空腔，分子可以在其中流入和流出，這種特性使其能夠有效地從水中提取污染物。

柔性吸附機制：北川進開發的柔性MOF在吸附物質后會發生形變，排空時又恢復到原來的形態，這種特性有望用于循環利用，降低處理成本。

環境修復應用：亞吉的研究小組已經展示了使用MOF材料從沙漠空氣中收集水分的技術，這驗證了MOF材料在環境治理中的潛力。

氟材料的未來之路

此次諾獎揭示了基礎材料創新對解決重大環境問題的價值。就氟材料領域而言，MOF材料的出現為氟化學領域帶來了全新可能。作為一種新興多孔網格材料，MOF已成為化學化工與材料科學研究的熱點。

相比傳統多孔材料，MOF材料因其結構內含有豐富的組裝模塊，可實現不同功能化結構的組合。其精準設計的特性讓我們能夠定制捕獲特定分子的孔徑，讓頑固的PFAS不再是永久污染物，這種特性還使其在氣體儲存、分離、催化等領域具有廣泛應用。

這預示著氟化工行業將一條從“污染”到“循環”的轉型之路。新技術不僅致力于分解環境中難降解的PFAS，更旨在實現氟元素的資源循環，構建可持續的氟元素循環經濟體系。

值得關注的是，MOF新的設計方法如金屬-配體協同的跨學科融合，可遷移至氟碳材料開發；與此同時還應前瞻性地看到，全球PFAS限令，如歐盟2025年PFAS禁令，將催生MOF基吸附材料的巨大市場需求。

2025年諾貝爾化學獎雖未直接授予氟研究，卻因授予三位不同國籍化學家開發的金屬有機框架（MOF）材料，為應用領域的氟材料科學點亮了一盞明燈。

相信科技突破的力量，MOF的“分子篩”讓PFAS治理未來不再是難題。氟材料行業由此迎來一個的全新機遇，氟化學正從傳統工業材料邁向綠色科技前沿——將污染物轉化為資源，讓氟元素在可持續的循環中發揮更大價值，氟材料行業將以更多的應用創新重塑人類與環境的共生關系。