10月8日,瑞典皇家科学院宣布,将2025年诺贝尔化学奖授予日本京都大学教授北川进(Susumu Kitagawa)、澳大利亚墨尔本大学教授理查德·罗布森(Richard Robson)和美国加州大学伯克利分校教授奥马尔·亚吉(Omar M. Yaghi),以表彰他们“在金属有机框架材料开发“方面作出的贡献。
三位获奖者开发了一种新的分子结构形式——具有超大空间的分子结构,气体及其他化学物质可在这些空间中流动。这类多孔材料称为金属有机框架材料(MOF)。通过改变MOF中使用的构建模块,化学家可以设计它们来捕获和储存特定物质。MOF还可以驱动化学反应或传导电流。
诺贝尔化学奖委员会主席海纳·林克表示,金属有机框架具有巨大的潜力,为定制具有新功能的材料带来了以前无法预见的机会。
1989年,理查德·罗布森尝试以一种新的方式利用原子的固有特性。他将带正电荷的铜离子与“四臂状”分子结合:该分子的每个“臂端”都带有一个对铜离子具有吸引力的化学基团。 二者结合后发生键合,形成了结构规整、内部空旷的晶体,宛如一颗布满无数空腔的钻石。
罗布森立即认识到该分子结构的潜力,但这种结构不稳定,容易坍塌。北川进和奥马尔·亚吉为这种构建方法提供了坚实的基础:1992年至2003年间,他们分别取得了一系列革命性的发现。北川进证明气体可以在这些结构中自由进出,并预测金属有机框架材料可被设计为柔性材料;亚吉则制造出了一种非常稳定的金属有机框架材料,并证明可以通过合理设计对其进行改造,赋予其新的理想特性。
在获奖者取得开创性发现之后,化学家们已经制造了数以万计的不同MOF。其中一些可能有助于解决人类面临的一些最大挑战,包括从水中分离 PFAS、分解环境中的微量药物、捕获二氧化碳或从沙漠空气中收集水。
据悉,获奖者将平分1100万瑞典克朗(约合836万元人民币)奖金。
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