详解2025诺贝尔化学奖：他们找到了构建分子的全新方式

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2025年诺贝尔化学奖授予了日本科学家北川进（Susumu Kitagawa）、澳大利亚科学家理查德·罗布森（Richard Robson）和美籍约旦裔科学家奥马尔·亚吉（Omar M. Yaghi），以表彰他们在创造并发展“金属有机框架”材料上所作的开创性贡献-1-2-6。

下面的表格整理了三位科学家的核心学术成果，可以帮助你快速了解。

三位科学家如何共同构建MOF领域

你可以把金属有机框架想象成微观世界的“乐高”模型：金属离子或簇像连接点，而有机配体像连接杆，通过强大的配位键自组装，形成具有规则孔洞的刚性晶体材料-5。这三位获奖者的工作，一步步将这个概念变成了现实。

罗布森：提出“分子建筑”的蓝图

早在1989年，罗布森就进行了开创性的尝试。他将铜离子与一种四臂的有机分子混合，成功构建出一种结构有序、内部拥有大量空腔的晶体，为MOF材料提供了最早的概念验证-2-5。他的工作最重要的意义在于，从晶体工程的角度提出，可以依据构造单元的几何形状来预测和设计最终产物的结构-3。

北川进：让框架“呼吸”起来

罗布森的材料存在稳定性问题，而北川进的工作极大地推进了这一点。他在1990年代首次证实了气体可以在MOF材料中自由地流入和流出，这证明了MOF并非实验室的奇观，而是具有实际应用潜力的功能材料-2-5。此外，他还开创了“柔性多孔配位聚合物”的研究，这类材料的孔道在外界刺激下可以发生可逆的膨胀和收缩，类似于“呼吸”作用，从而实现对特定分子的智能识别与分离-3。

亚吉：实现稳定与“理性设计”

亚吉的贡献是决定性的。他不仅在1995年首次明确提出了“金属有机框架”这一名称-3，更重要的是，他成功合成了高度稳定的MOF结构，并引入了 “理性设计” 的理念-2。这意味着科学家可以像建筑师一样，通过选择不同的金属和有机“砖块”，按需定制具有特定孔径和功能的MOF材料，真正将MOF领域推向了高速发展的轨道-2-3。他还以此为基础，开拓了共价有机框架的新研究领域-3。

🌍 MOF材料的应用前景

得益于这三位奠基者的工作，全球已开发出数万种不同的MOF材料-1-2，它们在许多关键领域展现出巨大的应用潜力：

环境修复：用于高效捕获二氧化碳，以应对气候变化-1；也能从极其干燥的沙漠空气中收集水分，获取饮用水-6。

污染治理：可用来吸附和降解水中的药物残留、全氟烷基物质等持久性污染物-2-5。

能源与储存：凭借其巨大的比表面积，可用于安全地储存氢气和甲烷等清洁能源气体-3。

总而言之，这三位科学家通过开创金属有机框架材料，为化学家提供了一套全新的“分子建筑工具箱”，使定制具有新功能的材料成为可能，为解决全球性的能源与环境挑战提供了创新的解决方案-2-6。

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北川进 (Susumu Kitagawa)，学术成果

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。

文献分析结果

http://www.pubmedplus.cn/P/SearchQuickResult?wd=3e50ba87-5e43-495a-b86c-b59a9aa407a4

理查德·罗布森 (Richard Robson)，学术成果

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。

文献分析结果

http://www.pubmedplus.cn/P/SearchQuickResult?wd=16088c34-5998-4bdc-aa5a-10a747ccf5e0

奥马尔·M.亚吉 (Omar M. Yaghi)，学术成果

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。

文献分析结果

http://www.pubmedplus.cn/P/SearchQuickResult?wd=16088c34-5998-4bdc-aa5a-10a747ccf5e0