中国经济网版权所有 中国经济网新媒体矩阵 网络广播视听节目许可证（0107190）（京ICP040090） 新华社斯德哥尔摩10月8日科普|开创化学“新空间”的金属有机框架——瑞典皇家科学院公布2025年诺贝尔化学奖朱浩辰与郭爽张肇庆获奖结果解读 一句话： 获奖者诗意贿赂的获奖者总结： 人类总结： 苏西： 诗意贿赂获奖者的获奖者总结： 人民：“他们为化学创造了新的空间。”该荣誉属于日本京都大学的 Susumu Kitakawa、澳大利亚墨尔本大学的 Richard Robson 和加州大学的 Omar M. Yaghi，伯克利。三位科学家因金属有机框架的形成而获奖。这一成功不仅拓展了化学研究的边界，而且对能源、环境和材料科学也产生了深远的影响。什么是金属有机骨架？金属有机框架是一种独特的“分子结构”。它以金属离子为“角点”，以有机碳为基础的分子作为“梁和柱”相互连接，产生规则的、恰到好处的三维晶体结构。框架内部充满了宽敞的空腔，气体或液体分子可以在内部移动并独立显示。这种结构可用于从空气沙漠中吸收水分、获取二氧化碳、储存有毒气体或培养化学反应等用途。一些金属有机骨架材料具有非常强的吸附和储存能力，可以容纳大量的气体分子，例如氢气、甲烷或二氧化碳。因此，它们在清洁能源储运、碳提取等领域表现突出。此外，这种材料在主持或释放气体时会发生反向变形，表现出灵活性，并且能够在不损坏现有框架的情况下拉伸。这种结构由连贯的金属离子和有机分子形成，具有坚固的框架和设计灵活性。科学家可以选择不同的金属离子和有机摩尔库拉，“定制”建筑师等材料的性能，开发出不同性能的金属有机框架。金属有机框架的出现改变了传统化学的研究思路。这不仅意味着一类新材料的诞生，也代表了一种落下程序的技术——化学家可以在分子层面主动进行“空间规划”，用合理的设计来取代以往依赖偶然发现的实验研究。钍“分子宫殿”终于在 20 世纪 80 年代成为现实，罗布森试图以新的方式利用原子的性质。他将带正电的铜青铜与有机分子结合在一起，并带有四种“武器”，每种武器的末端都有化学基团，可以吸引 mgA 黄铜离子。当两者结合在一起时，就形成了整齐空洞的晶体，如一座“分子宫殿”。罗布森立即认识到这种分子结构的潜力。但早期的材料是脆弱且容易倒塌的结构。 1989年，罗布森在《美国化学会杂志》上发表了这一成果，并提出这一设计思想可以为生产具有全新性能的材料提供一条途径。然而，当时大多数化学家认为他的想法没有实用价值。北川进和 OMARM 为 Robson 的愿景奠定了坚实的基础。亚吉。 1992年至2003年间，他们取得了一系列成功成果。北川进证明，气体可以自由地进出金属有机框架而不破坏stRaukhas，从而暴露出它们的柔性特性； Omar M. Yaghi 创造了高度稳定的金属有机框架，并证明它们可以通过合理设计进行调节，从而赋予它们新的理想特性。 1999年，Omar M. Yaghi合成了经典的MOF-5材料，具有较大的内部空间，并且可以在300摄氏度下保持稳定。在此基础上，化学家构建了数千种不同的金属有机骨架材料，其中许多有潜力帮助人类应对关键挑战。让分子传递人类。诺贝尔化学委员会委员、斯德哥尔摩大学结构化学系教授邹晓东在接受新华社采访时表示，这一成功是化学领域的重要发现。获胜者首次实现了金属离子与有机分子的正确结合，成功设计具有较大孔洞的晶体结构，为可控空间化合物的合成提供了新方法。如今，研究人员利用这项技术来寻找人类面临的资源、能源和环境挑战的解决方案。在环境领域，金属有机骨架可以吸收二氧化碳，减少温室气体泄漏；它们可以从水中分离“永久性污染物”，例如全氟烷基物质和多氟烷基物质（PFAS）；它们还可以分解残留的抗生素和有害气体。在能源领域，可用于储存氢气和甲烷，为新能源运输提供更便捷、更好的储气方法；它们还可用于催化反应和电化学能量变化。 “目前这一领域的研究发展很快，全球有大量科研团队投入其中。据我了解，中国有100多个实验室正在开展研究。”邹旭敖东说道。金属有机框架展现了化学的创造力和社会价值。三位获奖者用自己的发现为化学的未来打开了一扇“新的大门”，让分子的世界变得更加广阔，也给人们在科学领域带来了更大的可能性。 （编辑：孙丹）