·“中國擁有這么大的市場基礎，同時在綠色科技與碳中和目標上始終保持高標準與堅定投入，因此，這項技術很有可能率先在中國落地?！?011年至2015年在奧馬爾·亞吉實驗室從事博士后研究、現(xiàn)為上?？萍即髮W2060研究院副院長章躍標說。

北京時間10月8日17時45分，2025年諾貝爾化學獎揭曉。瑞典皇家科學院（The Royal Swedish Academy of Sciences）決定將獎項授予北川進（Susumu Kitagawa），理查德·羅布森（Richard Robson），奧馬爾·亞吉（Omar M. Yaghi），以表彰三位科學家在金屬有機框架材料（MOF, Metal-Organic Framework）的開發(fā)方面作出的貢獻。三位獲獎者將平分1100萬瑞典克朗（約合836萬元人民幣）獎金。

北川進（Susumu Kitagawa）于1951年出生于日本京都，1979年獲得日本京都大學博士學位，現(xiàn)任日本京都大學教授，也是日本第27個自然科學獎得主（含三位美籍），就在10月6日，大阪大學教授坂口志文榮獲2025諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

奧馬爾·亞吉于1965年出生于約旦安曼。1990年獲得美國伊利諾伊大學香檳分校博士學位，現(xiàn)為美國加州大學伯克利分校教授。由于其杰出的研究成果，亞吉教授曾于2018年獲得沃爾夫化學獎，該獎項素有“諾貝爾獎風向標之稱?！?/p>

理查德·羅布森，1937年出生于英國格勒斯本，1962年獲得英國牛津大學博士學位，現(xiàn)為澳大利亞墨爾本大學教授。

諾貝爾化學獎委員會主席海納·林克（Heiner Linke）表示：“金屬有機框架具有巨大的潛力，為量身定制、具有新功能的材料帶來了前所未有的可能性?！?/p>

“我們每一年都會期待MOF技術拿諾獎，今年拿到獎是眾望所歸?！?0月8日，上?？萍即髮W2060研究院副院長章躍標在接受澎湃科技采訪時表示。2011年至2015年期間，章躍標在奧馬爾·亞吉門下從事博士后研究。與章躍標同門，曾是奧馬爾·亞吉博士生的復旦大學化學系教授、博士生導師李巧偉告訴澎湃科技，金屬有機框架這一概念距今已有30年的發(fā)展，今年諾貝爾化學獎頒發(fā)給三位科學家“實至名歸”。

MOF為何被視為顛覆性創(chuàng)新？

什么是金屬有機框架（MOF）？

章躍標告訴澎湃科技，這種材料是由金屬中心和有機配體共同組成的結構，可以把它想象成一個“納米級建筑”：有機分子像“支柱”，金屬離子則作為“連接節(jié)點”，共同搭建出一個具有連通空間的三維框架。

正因為這種結構在分子尺度上創(chuàng)造出了“空間化學（Chemistry of Space）”——即能夠在納米空間中，讓晶體或小分子在其中有序排列與運動，從而實現(xiàn)針對客體分子等的吸附、儲存、分離與轉化等多種功能。

時間回到1989年，理查德·羅布森（Richard Robson）嘗試以一種全新的方式利用原子的固有屬性。他將帶正電的銅離子與一個四臂分子結合在一起，這種分子的每個“臂”的末端都有一個化學基團，可以吸引銅離子。當它們結合在一起時，它們結合形成了一個結構有序、空間寬闊的晶體——就像一塊充滿無數(shù)空腔的“分子鉆石”。當時，幾乎沒人相信可以用有機化學的方式做出像晶體一樣穩(wěn)定的結構。

羅布森立即意識到了這一分子結構的潛力，但它并不穩(wěn)定，容易坍塌。隨后，北川進和奧馬爾·亞希為這種構筑方法奠定了堅實的基礎。

1995年，奧馬爾·亞吉首次系統(tǒng)提出金屬有機框架（MOF）這一概念。那一年，他發(fā)表了行業(yè)內具有奠基性論文《含大矩形孔道的金屬有機框架的水熱合成》（“Hydrothermal synthesis of a metal–organic framework containing large rectangular channels”），他們通過水熱反應構筑出具有規(guī)則且穩(wěn)定孔道結構的 MOF 晶體，展示了這種新型材料的“可設計性”和“永久孔隙性”，標志著 MOF 研究領域的開端。

北川進在20世紀90年代提出并實驗證明，氣體分子能夠可逆地進入并流出金屬有機框架結構中，從而揭示其“可呼吸”的多孔性；他同時預測并驗證了 MOF 可以具有柔性（breathing behavior），即在吸附或釋放分子時結構會發(fā)生可逆變化。

根據(jù)諾貝爾獎官網，繼三位獲獎者的突破性發(fā)現(xiàn)之后，化學家們已構建出數(shù)以萬計種不同類型的 MOF。其中一些可能有助于解決人類面臨的一些重大挑戰(zhàn)，其應用范圍包括從水中分離全氟辛烷磺酸 (PFAS）、分解環(huán)境中的痕量藥物、捕獲二氧化碳或從沙漠空氣中獲取水。

MOF應用最有可能在中國先落地

奧馬爾·亞吉是金屬有機框架和共價有機框架（Covalent Organic Framework, COF）等相關領域的開拓者和奠基人，在功能多孔材料的合成及其應用方面（如氫氣、甲烷儲存，二氧化碳捕集，氣體分離，水捕集）做出了開創(chuàng)性的貢獻，掀起了MOF、COF等方面的研究熱潮。

李巧偉向澎湃科技表示，奧馬爾·亞吉是一位值得敬佩的老師，非常重視基礎研究。他博士畢業(yè)后至今仍與導師保持非常好的互動關系，也會邀請他來復旦做講座。

章躍標于2011年至2015年在美國加州大學伯克利分校從事博士后研究。他告訴澎湃科技，合作導師奧馬爾·亞吉教授是一位非常有人格魅力的科學家，他的研究團隊也非常歡迎中國科研人員加入。

“他對我們說的最多一句話是Work Harder（努力工作），特別是最近幾年時間覺得人的生命非常短暫，有夢想一定要盡快實現(xiàn)。”章躍標說。

他認為，這次獲獎并不是終點，而是一個新的起點。不僅讓公眾重新關注這種新型材料的價值，未來也可能會有更好的商業(yè)應用。

章躍標說，相比傳統(tǒng)的多孔材料（如以二氧化硅和氧化鋁為主的沸石），金屬有機框架（MOF）中引入了有機成分，因此不少人最初認為它的成本會更高。但事實證明，這一擔憂是可以克服的，研究者可以選擇價格低廉的有機配體，并通過大規(guī)模合成來降低生產成本。同時，借助無溶劑、綠色工藝，還能進一步提升生產效率和可持續(xù)性。因此，從技術路徑上看，MOF的規(guī)模化生產完全可行。另一方面，MOF的潛力還在于它能夠創(chuàng)造高于成本的應用價值，具備良好的商業(yè)化前景。

章躍標認為，未來MOF相關研究將逐步走向工業(yè)化與實際應用階段，尤其是在中國。憑借完整的供應鏈體系和成熟的工程師團隊，這類技術有望率先在中國實現(xiàn)落地與規(guī)?；瘧??！爸袊鴵碛羞@么大的市場基礎，同時在綠色科技與碳中和目標上始終保持高標準與堅定投入，因此這項技術最有可能在中國落地?！闭萝S標說。

化學正變成萬物之交點

2025年諾貝爾化學獎曾被認為“最難預測”的獎項，此前英國皇家化學學會旗下的《化學世界》認為，今年曾被認為最有可能獲獎的三個方向是：單原子催化、綠色電池以及生物分子凝聚體。

科普達人、美國康奈爾大學全獎物理化學博士包坤在接受澎湃科技采訪時認為，諾貝爾獎委員會其實非常清楚地反映一個事實，即化學不再是一個“獨立的學科”，而是連接一切科學的橋梁。比如，材料科學要靠化學設計分子；生物科學要靠化學理解生命反應；AI科學也要靠化學模擬現(xiàn)實世界的能量、結構、反應。

這就是近幾年會看到DNA結構發(fā)現(xiàn)拿化學獎，電池、晶體管拿化學獎，蛋白質結構預測、催化AI模型入圍預測名單。在科學的演化中，化學正變成萬物之交點。諾貝爾獎每年選的焦點，其實在映射“人類正在往哪個方向理解世界”。

自1901年以來，諾貝爾化學獎共頒發(fā)過116次，共有195人獲得過諾貝爾化學獎。獲得化學獎年齡最小的人是弗雷德里克·約里奧（Frédéric Joliot），獲獎時 35 歲，年齡最大的人是約翰·B·古迪納夫（John B. Goodenough），獲獎時 97 歲。

近三年諾貝爾化學獎獲獎情況： 

2024年，諾貝爾化學獎授予三位科學家，一半授予美國華盛頓大學的大衛(wèi)·貝克 (David Baker），以表彰其在計算蛋白質設計方面的貢獻，另一半則共同授予英國倫敦人工智能公司谷歌DeepMind公司的丹米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）和約翰·喬普（John M. Jumper），以表彰其在蛋白質結構預測方面的貢獻。

2023年諾貝爾化學獎授予美國麻省理工學院教授蒙吉·G·巴文迪（Moungi G. Bawendi）、美國哥倫比亞大學教授路易斯·E·布魯斯（Louis E. Brus）和美國納米晶體技術公司前首席科學家阿列克謝·伊基莫夫（Alexei Ekimov），以表彰他們在發(fā)現(xiàn)和合成量子點（quantum dots）方面作出的貢獻。

2022年諾貝爾化學獎授予美國化學家卡羅琳·貝爾托西（Carolyn R. Bertozzi）、丹麥化學家摩頓·梅爾達爾（Morten Meldal）和美國化學家卡爾·巴里·夏普利斯（K. Barry Sharpless），以表彰他們在點擊化學和生物正交化學研究方面的貢獻。