刚刚，2025年诺贝尔化学奖揭晓！

今年的诺贝尔化学奖，也与AI无关。

得 奖 的 是 科 学 家 北 川 进，还 有 Omar M. Yaghi，三 人 一 起 获 奖 。

他们得以获奖的理由是，是关于在金属有机框架也就是MOF材料发展这一方面所做出的贡献 。

简而言之，获奖者们搭建起一种称作金属有机框架分子构筑物的东西，它的内部存有巨大的空腔，气体以及别的化学物质能在其中进出，实现流通 。

化学家们，已构建出，数以万计，不同种类，金属有机框架，即MOF，是基于，这些，开创性发现，的 。

其中一些有望为解决人类面临的部分最严峻挑战做出贡献：

针对此情况，诺贝尔化学委员会的主席Linke宣称，金属有机框架具备巨大潜力，它给开发拥有新功能的定制化材料带来了迄今为止不曾有过的机遇。

今年，奖金的总额达到了1100万瑞典克朗，这1100万瑞典克朗大约是835万元人民币，这份奖金要由三位获奖者去进行平分。

获奖原因

Omar M. Yaghi参与创造了一种机构，这种机构被称作金属有机框架，那里面有巨大的空腔，分子能够在这个空腔之中进行进出 。

此刻，研究人员已然借由它们于沙漠空气中采集水分，在水中提炼污染物，抓捕二氧化碳并且贮存氢气。

这或许是房产中介会用来描述众多金属有机框架之一的方式，这些金属有机框架是近几十年来全球各实验室开发的，「一间专为身为水分子的你而设计的、极其宽敞且迷人的单间公寓」。

除了此类结构中的别种类型，其他类型是为捕获二氧化碳而量身定制的，并为从水中分离PFAS而量身定做，还是为在体内递送药物而专门打造，又或处理剧毒气体使之符合需求。

有些能够捕获水果所释放的乙烯气体，进而使其成熟得更为缓慢，或者包裹能够分解环境里抗生素痕迹的酶。

简而言之，金属有机框架（MOF）的用途极其广泛。

化学工作者们能够设计出数量以万计的各异MOF，这催生了全新的、前所未有的、独特的化学奇迹成果，而这一切得益于那些荣获奖项者们所开展的付出努力的工作 ，。

跟科学领域平常情况一样，针对2025年诺贝尔化学奖而言，开启其事迹篇章的一个人物表现为突破某种思维限制境界。

这一回，灵感是于筹备一节经典化学课之际出现的，在那堂课上，学生们会借助棍以及球去搭建分子。

始于一个简单的木制分子模型

那是1974年，此人在澳大利亚墨尔本大学任教，接到的任务是把木球制作成原子模型，从而让学生们能够创建分子结构。

为此，他需要大学的工作坊，在木球上钻孔，借此木棍才能够连接到原子上，这些木棍代表化学键 。

然而，孔洞位置不得随意安排，像碳、氮或者氯等原子，皆会按特定方式形成化学键，故而要标记出钻孔地点。

工作坊送回木球后，他进行了尝试，搭建了一些分子。就在这时候，他脑海中灵光一闪，孔洞的位置当中蕴含着海量的信息。

由于孔洞的位置，模型分子自动具有了正确的形状和结构。这

一则洞见引发了他接下来的想法，他想若利用原子固有属性去连接不同类型的分子，并非单个原子，那会出现什么情况呢，他能不能设计出新型的分子结构呢？

就每一年而言，每当把木制模型拿出来用以教新学生之际，同样这一想法都会在他的脑子当中浮现出来。可是呢，十多年的时间已经过去了，他这才进而决定将其付诸实践。

4. 如此便形成了一个微小的金字塔，（如下图所示）。

目标是去构建一个与之类似的结构，然而他所拥有的那个结构，将会是以带有正电的铜离子Cu+作为基础的，和碳是一样的情况，它们同样是倾向于在其周围存在着四个别的原子。

他把铜离子，跟一个有着四条“臂”的分子相结合，此分子是4′,4″,4″’,4″″-四氰基四苯甲烷。

不一定要记住其复杂的名字 ，但是关键性在于 ，在分子那条条臂的末端之处均存在着一个化学基团 ，它为腈 ，是会被带有正电的铜离子所吸引的 。

那时候，绝大多数化学家都会觉得，把铜离子跟四臂分子相结合，会获得一堆好似鸟巢那般杂乱的离子以及分子混合物。

预料，离子跟分子之间，固有的那种吸引力发挥了作用，它们自己组织起来，形成一个极大的分子结构。

它们如同钻石里的碳原子般，形成了一种规则的晶体构造。然而和致密的钻石不一样，这种晶体存有众多巨大的空腔。

1989年，在《美国化学会志》上展示了他创新的化学作品。

在文章当中，他针对未来作出了推测，并且提出这有可能提供给一种构建材料的全新方法。

他写了，这些材料也许会被给予从来没有见过的特性，并且可能是有好处的。

事实证明，他预见了未来。

在化学界掀起一股开拓热潮

在他开创性工作发表后的第二年，几种新型的分子结构被展示了出来，这些分子结构的空腔里填充着各种各样的物质。

充满离子的结构被他浸入含有不同类型离子，的液体之中，结果是离子交换了位置，这证明了物质能够进出该结构。

在他所做的实验里，能够表明，运用理性设计可行，其可用于构建晶体，晶体具有内部宽敞的空间，而这些空间是为特定诸多化学物质进行了优化的 。

提出者为他，如果设计是得当的，那么这种新形式的分子存在结构，是能够被用来催化化学反应之类情况的。

然而，的结构相当不稳定，且容易散架。

许多化学家觉得它们没什么用处，然而有些人能察觉到他有新发现，对于这些人来讲，他关于未来的想法激发了一种开拓精神。

后来，这为他的愿景奠定坚实基础，与之相关的是，和Omar M。 Yaghi，（注意：我需在此说明，原句内容缺失描述“奠定坚实基础”动作实施主体等关键信息，所以本次调整只是在尽量满足格式要求下对现有内容进行拆分，可能无法完全符合正常语义逻辑） 。

于1992年起始，一直延续到2003年期间，他们是各自分别独立着的状态，实施了一系列的动作，进而做出了突破性的发现。

我们会自20世纪90年代起始，从那时于日本近畿大学工作的情况说起 。

座右铭是「无用之用」

在他整个投入研究生学习的生涯期间，始终都遵循着一项重要的原则，那就是努力去发现那些看似没有实际用途的用处 。

在他身为年轻学生之际，他阅读了一本出自诺贝尔奖得主汤川秀树之手的书籍。

书中，引用了，中国古代哲学家，庄子的话，庄子说，我们必须，质疑，我们认为，有用的东西，即使，某物，不能，带来，直接的，好处，它，仍，可能，被证明，是，有价值的。

所以，在着手探究制造多孔分子结构的可能性之际，他并未觉得它们非得具备特定的目标。

他在1992年展示了他的第一个分子结构，那时它真的并不非常有用，它是一种二维材料，其空腔能够藏匿丙酮分子 。

但它源于一种新思维方式，这种思维方式关乎分子构建艺术。他以铜离子作为基石，像那样，通过更大的分子连接在一起。

他打算接着运用这种全新的构建技术去开展实验，然而在他申请资助之际，那些研究资助者觉得他的抱负并无特别的意义，他所创造的材料不稳定并且没有用途，故而他的诸多提案都遭到了拒绝。

然而，他没有放弃，并在1997年取得了他的第一个重大突破。

借助钴离子，他的研究小组创造出了三维金属有机框架，其布满开放通道，借助镍离子，他的研究小组创造出了三维金属有机框架，其布满开放通道，借助锌离子，他的研究小组创造出了三维金属有机框架，其布满开放通道，还借助一种名为4,4′-联吡啶的分子，他的研究小组创造出了三维金属有机框架，其布满开放通道（如下图所示）。

当他们把其中一种材料进行干燥处理，也就是排空其中的水，此时它能保持稳定，而且空间甚至能够填充气体。这种材料在不改变形状的情形下，可以吸收甲烷，还能释放甲烷，可以吸收氮气，也能释放氮气，更可以吸收氧气，同时也能释放氧气。

存在这样一种事物，其结构具备稳定性，同时还拥有功能性的特点，然而，那些从事研究资助工作的人员，始终没办法察觉到它们所具备的那种魅力 。

还有一个原因，是化学家们已然拥有沸石，它作为一种经二氧化硅构成的稳定多孔材料，能够吸收气体，那何故竟然会有人去开发一种效果并非那么良好的类似材料呢？

嗯，清楚晓得，要是他打算获取任何重大的资助款项，那他就一定要清晰地做出阐释，关于金属有机框架所具备的独特之处 。

于是，在一九九八年间，他于《日本化学会志》之上，提出了MOF的若干优点。举例来说，它们能够经由多种类型的分子予以创造，所以整合不同功能的潜力颇为巨大。

与此同时，他另外发觉到，MOF能够构成柔性材料，跟一般来讲属于硬质材料的沸石不一样之外，MOF包含有的分子构建块具备柔性，能够打造出一种具有柔韧性的材料（就如同下面所展示的图片一样）。

此后，他所要做的便是把他的想法投入实践，他与其他研究人员一道，继而开始去开发柔性MOF。

于此期间，他们专注投身此项工作，而此刻，我们把目光挪移至美国诺贝尔化学奖2025，在那处所在之处，Omar M. Yaghi同样正忙碌着致力于将分子构筑学朝着新的高度予以推进发展 。

Yaghi

偷偷溜进图书馆后，他爱上了化学

Omar M. Yaghi选择学习化学，并非是一个显而易见的情况。

生于约旦安曼，他与众多兄弟姐妹一道，于没电与自来水的单间内成长，学校，是其充满挑战的生活里的避难所。

10岁的时候，有那么一天，他偷偷地溜进了那所通常处于上锁状态的学校图书馆，而后从书架之上随机挑选了一本图书。

书被打开之后，他的目光被一些图片吸引了，那些图片他看不懂，却十分引人入胜，而这是他头一回接触分子结构。

15岁的时候，他在父亲严格命令之下，迁移到美国去求学，这一回，他又一次且再次被化学给吸引了，并且最终沉迷上了设计新材料的那种艺术类的东西。

然而，在开展研究的进程当中，他察觉到，传统的用以构建新分子的方式，实在是太过难以进行预测 。

通常，化学家会把将要相互反应的物质，放置于一个容器当中进行混合，之后，为了实现化学反应的起始，就对该容器施与加热操作，期望中的分子得以形成，然而，通常情况下也会伴随有着一系列的副产物杂质 。

1992年，Yaghi在亚利桑那州立大学开始他第一个职位，此职位是研究组长，那时他想找到创造材料的办法，且这个办法要更可控。

他有个目标，那就是运用理性设计，把不同的化学成分如同搭乐高积木那般连接起来以此制造大型晶体，这被证实是颇具挑战性的，不过等研究小组着手将金属离子跟有机分子结合起来的时候，他们最终达成了成功。

1995年，Yaghi发表了结构，那是两种不同的二维材料贝语网校，这两种二维材料像网一样，是由铜或钴连接在一起的，后者能在其空间中容纳客体分子，当这些空间被完全占据时，它极为稳定，可被加热到350°C且不会坍塌。

Yaghi在《自然》杂志一篇文章里描述了这种材料，还首次提出了「金属有机框架」这一术语，该术语如今用于描述由金属与有机（碳基）分子构建的、可能含有空腔的、延展有序的分子结构。

1999年，Yaghi在金属有机框架的发展里树立了下一个里程碑，他向世界展示了MOF - 5，这种材料成了该领域的经典之作，它是一种异常宽敞且稳定的分子结构诺贝尔化学奖2025，即便在空置状态下，它也能够被加热到300°C而不会坍塌。

然而，真正令诸多研究人员惊叹不已的是，隐匿于该材料立方空间当中的巨大内表面积。几克MOF - 5具备一个足球场那般大的面积，这表明它比沸石能够吸收数量多得多的气体（如下图展示）。

谈及沸石跟MOF之间所存在的差异，研究人员只用了几年时长就成功研制出了柔性MOF，其中有一位能够展现柔性材料的便是本人 。

当他的材料里头充满水的时候，它会改变形状，当他的材料里头充满甲烷的时候，它也会改变形状，当它被排空时，它又会恢复到原来的形态，这种材料的行为有点像一个可以吸入气体的肺，这种材料的行为有点像一个可以呼出气体的肺，这种材料既可变又稳定。

在2002年，Omar M. Yaghi为金属有机框架的基础做了相关事宜，在2003年，Omar M. Yaghi为金属有机框架的基础拼上了最后的拼图。

在《科学》的文章里，他展示了以理性方式去修改 MOF 是可能的。在《自然》的文章中，他展示了以理性方式去改变 MOF 是可能的。他展示了赋予 MOF 不同属性是可能的。他做了一件事。他制造了 16 种 MOF - 5 的变体。其空腔比原始材料的更大。其空腔比原始材料的更小。（如下图所示）

具备储存大量甲烷气体能力的其中一个变体，Yaghi提出这能够被用于可再生天然气燃料汽车。

随后，金属有机框架席卷了全世界。

研究人员开发出分子工具箱，分子工具箱里包含各种各样部件，各种各样部件不同，可用于创造新的MOF。

这些MOF，具有的形状是不同的，具有的特性也是不同的，而为针对着不同目的而进行的理性设计——所进行的基于AI的那种设计——是提供了潜力的，那种潜力是难以置信的 。

例如此时，Yaghi的研究小组已然从那亚利桑那州的沙漠空气中收集到了水分，情况便是如下图所展示的已然如此。于夜间时分，他们所拥有的MOF材料从空气中捕获到了水蒸气。当黎明降临的时候，太阳开始加热该材料，在这样的情况下，他们便能够收集到水 。

如今，研究人员已经创造了许多不同且功能强大的MOF。

加拿大的一家工厂开展测试。NU - 1501经优化后，可于常压下存储并释放氢气。氢气能够用来给车辆用作燃料，然而在普通的高压罐里头，这种气体极其容易发生爆炸。

有一些研究人员持有这样的看法，金属有机框架具备如此庞大的潜力，它们会成为二十一世纪的材料。

时间会证明一切，不过通过开发金属有机框架，为一种机遇，此机遇为化学家们解决我们面临的一些挑战提供了新的可能，这里的机遇是由、和Omar M. Yaghi带来的。

所以，他们，就如同诺贝尔的遗嘱所说那样，给全人类带去了最为巨大的福祉。，

获奖者简介

北川进，他出生于1951年，其出生地为日本京都，他身为日本著名化学家，当下担任京都大学高等研究院杰出教授，同时兼任执行副校长，他主要专注的领域是配位化学与材料化学领域。

在1997年时，他首次借助气体吸附实验，证明配位聚合物具备「多孔性」，进而开创了研究道路，此研究道路是关于多孔配位聚合物（PCP）以及金属有机框架（MOF）材料的 !

他还率先提出了「软多孔晶体」的概念，这个概念是soft ，他指出这些材料能够在化学刺激下发生可逆结构变化，并且这些材料能够在物理刺激下发生可逆结构变化，从而这些材料具备比传统多孔材料更丰富的功能性。

北川进多篇论文发表数量超越六百，被引次数达数万，此外，其在学术界收获诸多荣誉了，其中又涵盖日本学士院奖了，包括紫绶褒章、De奖以及Royal院士名号了 。

1937年6月4日，其于英国戈尔斯本出生，他是墨尔本大学的无机化学教授，因在配位聚合物领域有开创性研究，被誉为晶体工程与金属 - 有机框架（MOF）化学的先驱 。

他在二十世纪七十年代，开始逐步提出利用金属离子与有机连接体构建三维长程配位网络的思想，而后在二十世纪八十年代，对该思想进行验证，这为后续大规模合成具备孔隙结构的配位聚合物奠定了基础。

Omar M. Yaghi

出生于1965年约旦安曼的Omar M. Yaghi，身为当代极具影响力的那位化学家，当下正任职于美国加州大学伯克利分校担任James & 化学讲席教授。

他创立了「网格化学」，他推动了「网格化学」这一新兴学科，他致力于将有机连接体与金属簇通过强键组装成具有高度永久孔隙性的晶体网络，像MOF、COF、ZIF等，其材料在气体存储领域具有突破性应用价值，其材料在碳捕捉领域具有突破性应用价值，其材料在水空气中采水领域具有突破性应用价值，其材料在催化等可持续发展领域具有突破性应用价值。

让我们再次向三位伟大的化学家致敬！