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来源:慧正資訊 2025-10-09 15:20
慧正資訊,北京时间2025年10月8日下午5点45分许,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2025年诺贝尔化学奖授予日本科学家北川进(Susumu Kitagawa)、澳大利亚科学家理查德·罗布森(Richard Robson)与美国科学家奥马尔·M·亚吉(Omar M. Yaghi),以表彰他们在金属有机框架(MOF)材料开发领域的开创性贡献。三位获奖者将平均分享1100万瑞典克朗的奖金。
諾貝爾化學獎委員會主席海納·林克表示,“金屬有機框架具有巨大的潛力,爲定制具有新功能的材料帶來了以前無法預見的機會。”這種被形象比喻爲“分子宮殿”的新型結構,由金屬離子充當“角點”,通過長鏈有機碳基分子作爲“梁柱”連接而成,形成內部布滿寬敞空腔的三維晶體結構,分子可在這些空腔中自由流入和流出。
這一特性讓金屬有機框架在多個領域展現出實用價值:既能從幹旱的沙漠空氣中收集水分,也能提取水中的全氟和多氟烷基物質(PFAS)等汙染物,還可用于捕獲二氧化碳、儲存氫氣,甚至能吸附水果釋放的乙烯以延緩成熟,或包裹酶降解環境中的抗生素殘留。
在化學研究語境中,金屬有機框架的誕生是一次方法論的突破。此前的超分子化學(1987年諾獎)和分子機器(2016年諾獎)研究多基于氫鍵、範德華力等弱相互作用,而金屬有機框架引入了金屬-配體配位作用等更強的相互作用,這需要對化學合成的精准把控和對傳統理論的突破。三位獲獎者的研究構成了這一領域發展的關鍵脈絡。
北川进 (Susumu Kitagawa)
北川进 (Susumu Kitagawa),1951年出生于日本京都。1979年于日本京都大学获博士学位。1979年开始在日本近畿大学理工学部任教,1992 年改任东京都立大学理学部教授(无机化学),1998 年任京都大学大学院工学研究科教授(合成?生物化学专攻)。他与合作者于 2007 年共同创办京都大学物质-细胞统合系统基地(iCeMS)并担任副所长,2013 年起转任所长 。北川进从事多孔性配位聚合物(PCP)及金属有机框架(MOF)研究,他继藤田诚(1994年)及奥马尔·亚吉(1995年)后,于1997年发现配位聚合物结构具有气体吸附性能。
理查德·罗布森 (Richard Robson)
理查德·罗布森 (Richard Robson),1937年出生于英国格拉斯伯恩。1962年于英国牛津大学获博士学位,随后前往美国加州理工学院和斯坦福大学进行博士后研究,1966 年起在墨尔本大学任教至今,现任该校教授。罗布森的开创性研究是在配位聚合物领域,特别是在 MOF 领域。20世纪90年代,罗布森创造了一类新的配位聚合物,引领了一个全新的化学领域。他使用氧化态的铜(铜 I)并将其与专门设计的四腈有机化合物混合。这种方法产生了具有钻石状结构的晶体状支架,但在框架内具有显著空间。
奥马尔·M.亚吉 (Omar M. Yaghi)
奥马尔·M.亚吉 (Omar M. Yaghi),1965年出生于约旦安曼。1990年于美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获博士学位。他曾历任美国亚利桑那州立大学助理教授、密歇根大学和加利福尼亚大学洛杉矶分校教授,2012 年转至加利福尼亚大学伯克利分校,现任 James 和 Neeltje Tretter 化学教授。他是伯克利全球科学研究所的创始所长。亚吉开创了网状化学领域,涉及通过强键将分子构建块缝合在一起以形成开放的框架。他最知名的工作是 MOF 的设计、合成、应用和普及。20 世纪 90 年代,亚吉取得了三项突破,将传统的配位聚合物转变为结构坚固且永久多孔的 MOF,使其在工业应用中具有结构坚固性、超高孔隙率和使用寿命。
諾貝爾化學獎始于1901年,首位獲獎者爲荷蘭物理化學家雅可比·亨利克·範霍夫。截至2025年10月,該獎項已頒發117次,共有200位獲獎者,其中63次由一人獨得,25次由兩人分享,29次由三人共享。曆史上曾有8年停發、9年延遲頒發的情況,還有兩位科學家兩次獲獎,八位女性獲獎,另有一對夫妻和一對母女獲獎者。最年輕的得主是讓·弗雷德裏克·約裏奧-居裏,最年長的是美國科學家約翰·古迪納夫。此外,1938年的理查德·庫恩和1939年的阿道夫·布特南特曾被當局強迫拒絕領獎,最終僅獲得證書和獎章,未獲獎金。
按照慣例,2025年諾貝爾化學獎的頒獎典禮將于12月10日諾貝爾逝世周年紀念日在瑞典斯德哥爾摩舉行,由瑞典國王親自爲三位獲獎者頒獎。如今,在他們的開創性工作基礎上,全球已有數以萬計的MOF材料被開發,這類材料正爲應對能源、環境等全球性挑戰提供新的解決方案。
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