刚刚揭晓的诺贝尔化学奖非常“化学”，但也具有跨学科特点

当地时间10月8日，2025年诺贝尔化学奖授予日本京都大学的北川进（Susumu Kitagawa），澳大利亚墨尔本大学的理查德·罗布森（Richard Robson），以及美国加利福尼亚大学伯克利分校的奥马尔·M·亚吉（Omar M. Yaghi）， 颁奖理由为“金属有机框架材料的研发”。

获奖人创造出了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。这类结构被称为“金属有机框架材料”，可用于从沙漠空气中收集水分、捕获二氧化碳、储存有毒气体或催化化学反应。

通过改变金属有机框架材料的构成单元，化学家可设计出能捕获并储存特定物质的材料，金属有机框架材料还可驱动化学反应或实现导电。

诺贝尔化学委员会主席海纳·林克（Heiner Linke）表示：“金属有机框架材料具有巨大潜力，为研发具备新功能的定制化材料带来了此前难以想象的机遇。”

这一切始于1989年——当时理查德·罗布森尝试以全新方式利用原子的固有特性。他将带正电的铜离子与一种四臂分子结合，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。 罗布森当即意识到这种分子结构的潜力，但该结构稳定性较差，极易坍塌。

而北川进与奥马尔·M·亚吉为这一构建方法奠定了坚实基础：1992年至2003年间，两人各自取得了一系列突破性发现。北川进证实气体可在该类结构中进出，并预测金属有机框架材料可被设计为柔性材料；亚吉则制备出一种稳定性极强的金属有机框架材料，并证明可通过合理设计对其进行修饰，赋予其新的、理想的特性。

在三位获奖者开创性发现的推动下，化学家已研发出数万种不同的金属有机框架材料。其中部分材料或许能助力解决人类面临的重大挑战，其应用场景包括从水中分离全氟和多氟烷基物质（PFAS）、降解环境中的微量药物残留、捕获二氧化碳，以及从沙漠空气中收集水分等。

原标题：《刚刚揭晓的诺贝尔化学奖非常“化学”，但也具有跨学科特点》

题图来源：诺奖官网

来源：作者：解放日报 黄海华 李蕾