『诺贝尔化学奖』∣〖2025〗

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『诺贝尔化学奖』∣〖2025〗

作者：石油醚

导读：

今年的诺贝尔化学奖于10月8日17点45分在瑞典首都斯德哥尔摩瑞典皇家科学院揭晓，诺贝尔奖委员会将今年的诺贝尔化学奖授予Susumu Kitagawa，Richard Robson，Omar M. Yaghi，获奖理由：因“金属有机框架（MOFs）” 而获奖(图 1)。

他们开创了一种新型分子架构-金属有机框架（MOFs）。其是由无机金属中心（金属离子或金属簇）与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。科学家可通过调控构建单元，MOFs可被设计用于选择性吸附与储存特定物质，并具备催化反应或导电功能。

图 1 2025年诺贝尔化学奖得主

获奖理由

“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前所未有的机遇。”

1989年，Richard Robson首次尝试以新方式利用原子的固有特性：其将带正电的铜离子与一种四臂分子结合，其中每个臂末端均含有可吸引铜离子的化学基团。铜离子与有机分子结合后形成有序且多孔的晶体，结构如同布满微孔的钻石。

Richard Robson很快意识到这一结构的潜力，但其材料并不稳定，且易坍塌。Susumu Kitagawa， Omar M. Yaghi随后为MOFs的发展奠定了基础：1992至2003年间，两人各自取得突破性进展。Susumu Kitagawa证实气体可在此类结构中自由进出，并提出MOFs可具备柔韧性；Omar M. Yaghi则构建出高度稳定的MOFs，并证明可通过理性设计赋予其新功能。

在三位获奖者的开创性工作基础上，化学家已开发出数万种MOFs。部分材料有望应对人类重大挑战，如去除水中PFAS、降解环境中药物残留、捕获二氧化碳或从沙漠的空气中收集水分。