2025諾貝爾化學(xué)獎背后的“中國力量” | 前沿動態(tài)

原文發(fā)表于 《科技導(dǎo)報》2025年第20期科技新聞-前沿動態(tài)

中國學(xué)者推動分子結(jié)構(gòu)化學(xué)從1邁向100

常見的MOF單晶胞示意（圖片來源：

Separation and Purification Reviews

2025年10月8日，瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2025年諾貝爾化學(xué)獎授予科學(xué)家北川進、理查德·羅布森和奧馬爾·亞吉，以表彰他們“開發(fā)了金屬有機框架（MOF）”。這類材料具有較大空腔的分子結(jié)構(gòu)，氣體和其他化學(xué)物質(zhì)可以在空腔中流動。通過改變MOF中使用的構(gòu)建塊，化學(xué)家可以設(shè)計它們來捕獲和存儲特定的物質(zhì)。正如諾獎委員會評價：“他們?yōu)榛瘜W(xué)創(chuàng)造了新空間”——而讓這片“新空間”從理論藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實價值的，正是全球科研工作者數(shù)十年“從1到100”的腳踏實地。其中，中國團隊以系統(tǒng)性突破構(gòu)建起MOF領(lǐng)域的“應(yīng)用支柱”，成為推動該領(lǐng)域獲諾獎?wù)J可的關(guān)鍵力量。

首創(chuàng)實用性MOF。中山大學(xué)陳小明團隊在國際上率先創(chuàng)制了由簡單易得的咪唑衍生物分子與鋅離子構(gòu)筑的具有天然分子篩拓撲結(jié)構(gòu)，且有永久性孔洞的MOF（ZIF-8），該材料是迄今國際上研究、應(yīng)用最多的MOF材料（國內(nèi)外相關(guān)論文超過1.2萬篇）。近年來還創(chuàng)制了系列耐高溫有機-無機雜化高性能含能晶態(tài)材料，并進入實際應(yīng)用，比如MOF用于電催化轉(zhuǎn)化二氧化碳生成高附加值的C1，C2甚至多碳產(chǎn)物。

開發(fā)合成方法。武漢大學(xué)鄧鶴翔聚焦MOF結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計、功能化調(diào)控及先進應(yīng)用。通過設(shè)計配體對稱性和反應(yīng)條件，控制晶體生長方向，其研究團隊首次實現(xiàn)亞微米級MOF單晶的精確結(jié)構(gòu)調(diào)控，為MOF在微納電子器件中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。他們還提出并探討了分子構(gòu)筑孔材料的孔徑極限問題，從幾何學(xué)角度分析多面體尺寸與孔徑的關(guān)系，結(jié)合熱力學(xué)因素估算孔徑上限。通過同拓撲擴展法，他們成功合成MOF-939等新型材料，其三維籠狀孔道內(nèi)徑達11.4 nm，可用于RNA和DNA等生物大分子的負載。

綠色規(guī)模化制備體系。北京理工大學(xué)王博團隊與重慶理工清科研究院合作，建立全球領(lǐng)先的MOF綠色合成工藝。團隊創(chuàng)新性解決傳統(tǒng)MOF脆性高、難成型的產(chǎn)業(yè)化痛點，開發(fā)出凝膠態(tài)與復(fù)合態(tài)MOF結(jié)構(gòu)，并建成國內(nèi)首個百噸級MOF量產(chǎn)平臺，將實驗室合成周期從數(shù)天縮短至數(shù)小時，制備成本降低70%以上。這一成果被亞吉教授評價為“MOF從理論走向應(yīng)用的關(guān)鍵一步”。

在這場MOF從實驗室通向市場的全球競賽中，中國憑借其完整的產(chǎn)業(yè)鏈、龐大的工程師紅利和巨大的內(nèi)需市場，正從“并跑”邁向“領(lǐng)跑”，展現(xiàn)出令人矚目的“中國速度”。

（綜合諾貝爾獎官網(wǎng)、新華社、科學(xué)網(wǎng)）

《科技導(dǎo)報》創(chuàng)刊于1980年，中國科協(xié)學(xué)術(shù)會刊，主要刊登科學(xué)前沿和技術(shù)熱點領(lǐng)域突破性的研究成果、權(quán)威性的科學(xué)評論、引領(lǐng)性的高端綜述，發(fā)表促進經(jīng)濟社會發(fā)展、完善科技管理、優(yōu)化科研環(huán)境、培育科學(xué)文化、促進科技創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化的決策咨詢建議。常設(shè)欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、專稿專題、綜述、論文、政策建議、科技人文等。