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他们创造了一种新的分子结构,2025年诺贝尔化学奖揭晓

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2025年的诺贝尔奖化学奖授予了三位对“开发金属有机框架”做出重要贡献的化学家

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导读:

     刚刚,瑞典皇家科学院宣布,日本京都大学教授北川进(Susumu Kitagawa)、澳大利亚墨尔本大学教授理查德·罗布森(Richard Robson)与美国加州大学伯克利分校奥马尔·亚吉(Omar M. Yaghi)因“开发出一种全新的分子结构类型”而获得2025年诺贝尔化学奖。 

    他们创造的结构金属有机框架(metal-organic frameworks, MOFs),内部包含巨大的空腔,分子可以在其中自由进出。研究人员已经利用这些结构从沙漠空气中提取水分、从水中去除污染物、捕获二氧化碳以及储存氢气。

李研 | 撰文

金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)是一类由金属离子节点和有机配体组装而成,具有高度有序结构和特定功能的新型多孔材料。MOFs的用途极其广泛,非常适合于检测和捕获/吸附微小浓度的物质,净化水或空气,它还可以储存氢气等能源,用于制造性能更优的电池和储能设备。

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MOF这一概念最早在1995年由奥马尔·亚吉(Omar M. Yaghi)等人提出。奥马尔·亚吉于1965年出生在约旦,在约旦完成了基础教育后前往美国深造。

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奥马尔·亚吉

他在纽约州立大学奥尔巴尼分校(SUNY Albany)获得化学学士学位,随后在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获得化学博士学位。目前,奥马尔·亚吉在加州大学伯克利分校担任教授,因其在金属有机框架(MOFs)材料和共价有机框架(Covalent Organic Frameworks, COFs)方面的开创性工作而广受认可,是美国国家科学院院士和沃尔夫化学奖的获得者。

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北川进

北川进(Susumu Kitagawa)是日本京都大学的教授,也是MOF领域的另一位开创者。他曾用多孔配位聚合物(PCPs)来描述同样的材料, 后提出了柔性MOFs的概念,灵活可控的多孔MOF膜能够根据外部环境(如压力、温度和气体浓度)的变化调节其孔隙结构。他开发的多种新型MOF材料在气体吸附分离、药物释放和催化功能方面均有出色表现。

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理查德·罗布森

理查德·罗布森(Richard Robson)的开创性研究聚焦于配位聚合物领域,特别是对无限聚合物骨架的探索,该结构后来就被命名为金属有机框架材料(MOFs)。至1990年代,罗布森开创了一类新型配位聚合物,从而催生了全新的化学研究领域。

其创新方法采用具有四面体构型倾向的一价铜离子,与特殊设计的四腈基有机化合物进行配位,最终构建出类金刚石结构且框架内蕴含巨大空间的新型晶体支架。

“金属有机框架具有巨大的潜力,为定制具有新功能的材料带来了以前无法预见的机会。”诺贝尔化学奖委员会主席海纳·林克表示。图片

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