Datawhale 10月09日 17:46

三位科学家因开创金属有机框架材料获诺贝尔化学奖

2025年诺贝尔化学奖授予北川进、理查德·罗布森和奥马尔·M·亚吉，以表彰他们开创了金属有机框架（MOF）材料。MOF材料由金属离子和有机配体构成，具有高度有序的孔隙结构和巨大的比表面积，可用于吸附、分离和存储分子。该材料在从沙漠空气中收集水、去除污染物、捕获二氧化碳和储存氢气等方面展现出巨大潜力。全球化学家已成功设计出数万种MOF结构，为化学领域带来了革命性突破，推动了材料设计从“试错式”到“分子建筑”的转变。

🌟 **金属有机框架（MOF）材料的开创**：北川进、理查德·罗布森和奥马尔·M·亚吉因在金属有机框架（MOF）材料领域的开创性工作而共同荣获2025年诺贝尔化学奖。MOF是一种新型分子结构，通过金属离子作为节点，有机配体作为连接单元构建而成，具有高度有序性和可调的孔隙结构。

🧽 **MOF材料的特性与应用潜力**：MOF材料因其内部极大的比表面积和空间，能够高效地吸附、分离和存储分子，被称为“小体积、大容量”的“空中魔法袋”。目前已成功应用于从沙漠空气中收集水、去除水中污染物、捕获二氧化碳以及储存氢气等关键领域，展现了其在可持续发展中的巨大价值。

💡 **从分子设计到功能应用的革命**：MOF材料的诞生标志着材料设计领域的一场革命，将传统的“试错式化学”提升到基于拓扑蓝图的“分子建筑”层面。全球化学家基于获奖者奠定的研究基础，已成功设计出数万种不同的MOF结构，极大地拓展了材料科学的可能性，并推动了其在多个关键应用领域的快速发展。

🔬 **获奖者及其贡献**：北川进教授是MOF领域的开拓者，提出了“多孔配位聚合物（PCPs）”概念，并首次证明了其孔道的可逆开合功能。理查德·罗布森教授从理论上预测了MOF结构的形成可能性，为MOF的设计提供了理论蓝图。奥马尔·M·亚吉教授被誉为“MOF之父”，开创了“网状化学”，并成功合成了具有里程碑意义的MOF材料，推动了其广泛应用。

2025-10-08 19:08 浙江

Datawhale分享
公示：诺贝尔奖，编辑：Datawhale

就在刚刚，瑞典皇家科学院决定将本年度的最后一个诺贝尔自然科学奖项「诺贝尔化学奖」授予北川进（Susumu Kitagawa）、理查德·罗布森（Richard Robson）和奥马尔·M·亚吉（Omar M. Yaghi），以表彰他们：

“开创了金属有机框架（MOF）材料，并引领了从分子设计到功能应用的革命”。

北川进（Susumu Kitagawa）是日本第27个自然科学奖得主（含三位美籍）。今年，Shimon Sakaguchi 因其在外周免疫耐受方面的开创性发现，刚刚荣获 2025 年诺贝尔生理学或医学奖。

获奖原因：他们为化学开辟了新的空间

三位化学奖得主开创了一类新型分子结构：以金属离子为节点，有机配体作为连接单元，构建出具有高度有序性和可调孔隙结构的晶体材料。这类材料内部拥有极大的比表面积和空间，可用于吸附、分离和存储分子（如气体或水分子），堪称一种“小体积、大容量”的“空中魔法袋”。

目前已有研究人员利用其从沙漠空气中收集水、去除水中污染物、捕获二氧化碳并储存氢气。在获奖者奠定的研究基础上，全球化学家现已成功设计出数万种不同的MOF结构，为化学领域带来了革命性突破。

三位2025诺贝尔化学奖得主

北川进（Susumu Kitagawa）

Susumu Kitagawa是日本配位化学与材料科学领域的权威，现任日本京都大学高等研究院特别教授。他是金属有机框架（MOF）领域的开拓者和领军人物之一。

他的研究团队在1990年代首次报道了具有永久孔隙的配位聚合物，并率先提出了“多孔配位聚合物（PCPs）”的概念。他的研究首次预测并证明，这类材料的孔道可以像“呼吸”一样可逆地开合，从而实现对不同气体分子的智能识别与高效分离，为MOF的动态智能响应功能奠定了基础。

Kitagawa 教授在京都大学完成本科与研究生学业，于1979年获得博士学位。此后，他曾在分子科学研究所、广岛大学等机构任职，并于2017年获颁日本学术界最高荣誉——日本文化勋章。

他曾获得日本化学会奖（2002）、汤森路透引文桂冠奖（2014） 等众多重要奖项，并长期被视为诺贝尔奖的有力候选人。

理查德·罗布森（Richard Robson）

Richard Robson 是澳大利亚化学家，以其在晶体工程和理论化学领域的奠基性贡献而闻名。他是最早从分子设计角度探索可扩展框架结构的科学家之一。

Richard Robson是澳大利亚化学家，以其在理论化学和晶体工程领域的奠基性工作而闻名。他是从分子设计角度探索可扩展框架结构的最早先驱之一。

早在1990年，Robson 教授就在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）上发表了里程碑式论文，理论上预测了由金属离子和有机连接体自组装形成三维无限延伸、具规则孔道的网络结构的可能性，并系统阐述了其设计原理和潜在应用。这一思想为MOF领域的形成提供了重要的理论蓝图和设计指导。

Robson 教授长期任教于墨尔本大学。他的研究深刻影响了后来的实验化学家。虽然他更专注于理论设计，但其思想为MOF领域的诞生奠定了重要基础。他于2012年荣获澳大利亚化学学会 Leighton Memorial 奖。

奥马尔·M·亚吉（Omar M. Yaghi）

Omar M. Yaghi是美国化学家，现任加州大学伯克利分校化学系 James and Neeltje Tretter 讲席教授。他被国际公认为“MOF之父”，也是“共价有机框架（COF）”材料的创始人，是三位获奖者中最具全球影响力的代表。

在1990年代中后期，Yaghi 教授团队系统提出了“金属有机框架（MOF）”的概念，并成功合成出著名的 MOF-5（IRMOF-1） 等结构极为规整、孔隙率超高的材料，刷新了当时多项比表面积纪录，向世界展示了这类材料的巨大潜力。

他开创的“网状化学（Reticular Chemistry）”将材料设计从传统的“试错式化学”提升为基于拓扑蓝图的“分子建筑”，实现了按设计构筑复杂网络的可能性。他的研究直接推动了MOF在储氢、碳捕集（如从空气中捕捉二氧化碳）和水收集（如从干旱空气中吸水）等关键应用领域的发展。

Yaghi 教授曾获得 美国总统青年科学家奖（1998）、材料研究学会奖章（2007）、以色列沃尔夫化学奖（2018）等众多国际荣誉。他是多国科学院院士，并多年位列全球高被引化学家前列。