Cnbeta 10月13日 14:59
诺奖材料MOF:从理论到芯片的跨越
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金属有机骨架化合物(MOF)因其独特的分子结构和潜在应用,为三位科学家赢得了诺贝尔化学奖。MOF能够吸附和储存气体,在提取沙漠水分、捕获二氧化碳等方面展现巨大潜力。尽管曾因稳定性差、成本高昂等问题被视为“无用”,如今MOF材料已被成功应用于制造超迷你的流体芯片。这种新型芯片不仅能进行计算,还能模拟大脑神经元的短期记忆功能,有望弥补现有电子芯片的局限性,开启材料科学与芯片技术的新篇章。

🔬 **诺奖认可的MOF材料:** 金属有机骨架化合物(MOF)因其独特的、具有巨大空间的分子结构,为北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉三位科学家赢得了2025年诺贝尔化学奖。这些结构能够允许气体和其他化学物质在其内部流动,为材料科学开辟了新领域。

💡 **从“无用”到“潜力巨大”的转变:** 尽管MOF材料曾因稳定性差、合成复杂、成本高昂导致工业化应用屈指可数,被普遍认为“无用”,但诺奖的颁发肯定了其巨大的潜在应用价值,尤其是在定制新功能材料方面提供了前所未有的机会。

🚀 **MOF在芯片制造中的突破:** 近期,科学家们成功利用MOF材料制造出超迷你的流体芯片。这种芯片不仅具备传统计算能力,还能通过记忆之前的电压变化来模拟大脑神经元的短期记忆,有望成为补充或克服现有电子芯片局限性的关键技术。

前脚刚获得诺贝尔奖认可,后脚就被做成芯片。据媒体报道,3名科学家因一种30年前被评委嫌弃“只有理论但缺乏实际应用”的新材料而获得诺贝尔奖。当地时间10月8日,2025年诺贝尔化学奖公布,授予北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉3名科学家,以表彰其在金属有机骨架化合物开发领域的贡献。

据悉,3位获奖者创造了一种具有巨大空间的分子结构,使气体和其他化学物质能够在其中流动。

这些结构被称为金属有机框架(简称MOF),可用于从沙漠空气中提取水分、捕获二氧化碳、储存有毒气体,或催化化学反应。

而在此之前,MOF一直被普遍认为是“无用”的,因为相关论文数量一度高达10万篇,但真正实现工业化应用的屈指可数。

因为MOF结构稳定性差,很多MOF在水或空气中就会分解,而且合成过程复杂、成本昂贵,批量生产也难以维持结构一致性。

即使是诺奖颁布当天,组委会在解释颁发理由时,用词也相当委婉:“MOF潜力巨大,可以为一些新功能的定制材料提供前所未有的机会。”

然而,诺奖刚刚颁布没几天,莫纳什大学的科学家们就发布了最新成果——用MOF制造超迷你的流体芯片。

不同于传统芯片,这种芯片不仅可以完成常规计算,还能记住之前的电压变化,形成类似大脑神经元的短期记忆。

科学家们表示:“如果能够设计出像MOF这样只有几纳米厚的功能性材料,就可以制造出先进的流体芯片,以补充甚至克服当今电子芯片的一些局限性。”

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