台北時間10月8日下午5時45分許，2025年諾貝爾化學獎揭曉。日本科學家北川進（Susumu Kitagawa）、澳大利亞科學家理查德·羅布森（Richard Robson）和美籍約旦科學家奧馬爾·亞吉（Omar M. Yaghi）獲獎，以表彰他們“開發了金屬有機框架（MOF）”。北川進（Susumu Kitagawa）、理查德·羅布森（Richard Robson）和奧馬爾·亞吉（Omar M. Yaghi）（從左至右）諾貝爾化學獎委員會主席海納·林克表示，MOF具有巨大潛力，為定製具有新功能的材料帶來以前無法預見的機會。“祝賀奧馬爾·亞吉教授！加利福尼亞大學伯克利分校終於可以給他一個諾獎專用車位了！”當晚，浙江大學生命科學研究院研究員林世賢在科學網直播間笑言。值得稱道的是，三位得主之一的亞吉教授並非起步於名校，而是從一所社區學院開啟學業，憑藉非凡的毅力與智慧，最終獲得諾貝爾獎。今年，恰逢他提出以MOF為代表的“網格化學”概念30周年。亞吉在實驗室大門上貼了便簽紙，意為“如果你讀到這裡，MOF是很棒的”。周子暉/攝微觀世界“搭積木”《中國科學報》：你對3位科學家獲得今年諾貝爾化學獎有何感受？復旦大學化學系教授李巧偉：我是亞吉教授的博士生，於2004年至2010年在他的課題組學習。今年是他開創的以MOF為代表的“網格化學”領域30周年。我認為，今年諾貝爾化學獎頒給這3位教授是實至名歸的。北川進教授是MOF領域非常著名的學者。他的貢獻是將“配位聚合物”提升到“多孔配位聚合物”的概念，最早通過高壓氣體吸附實驗證明了這類材料具有讓分子進入的孔道，是證明其多孔性的第一步。羅布森教授最重要的貢獻是將晶體化學“頂點與邊”的基本幾何原理引入了框架材料的研究。這為框架帶來了“設計感”，讓我們能夠通過選擇特定的“頂點”和“邊”，來預測和建構目標拓撲結構，為MOF的早期發展提供了重要的理論指導。林世賢：得知亞吉教授獲得諾貝爾獎時，我心情非常激動！在美國加利福尼亞大學伯克利分校求學時，我和同事們就在討論他什麼時候會拿諾貝爾獎，伯克利校園什麼時候會給他增加車位。伯克利校園建在半山坡上，空間非常有限，校內停車位極其緊張。學校有個特別關懷政策：諾貝爾獎得主可以把車直接開到學校裡面，表示一種尊重。其他師生只能把車停在校外停車場，再步行爬山到學校。這個小小的福利成了學校裡的一樁美談。上海交通大學長聘（教軌）副教授董金橋：3位得主提出了一種全新的材料構築方法，利用金屬離子與有機配體的自組裝過程，建構出結構高度可控的晶態多孔材料。這種材料體系兼具無機材料的穩定性與有機材料的可設計性，突破了傳統材料在結構調控和功能實現方面的侷限，開闢了多孔材料研究的新範式。《中國科學報》：應當如何通俗地理解MOF這一概念？中南大學化學化工學院教授張翼：人類歷史上第一個廣義上的MOF是一種被稱為“普魯士藍”的染料，它非常穩定。但問題在於，像普魯士藍這樣極其穩定的框架材料，往往缺乏我們所需要的催化活性。我們可以把MOF想像成微觀世界的“搭積木”：一個金屬離子作為核心，周圍通過配位鍵連接上各種有機配體，從而搭建出各種各樣、形狀各異的框架結構。華東師範大學化學與分子工程學院教授姜雪峰：我們在化工領域模仿自然界，用有機配體與金屬配位，像“搭樂高”一樣搭建出籠子、框架、正四面體等不同結構，這就是MOF。MOF本質上是化學領域的“限域工具”。“限域”意味著把分子限制在特定範圍裡，分子的電子躍遷、軌道排布、催化特徵等都不同於宏觀體系，從而帶來很多新規律。已有商業應用《中國科學報》：MOF的應用價值和前景如何？董金橋：由於具有可調節的孔隙結構和高度有序的晶體排列，MOF材料展現出極高的應用潛力。例如，在氣體吸附領域，MOF可用於選擇性吸附工業煤氣中的氮氣、二氧化碳等目標分子，表現出優異的分離與純化性能。在催化領域，通過將有機催化劑固定於MOF的孔腔結構中，不僅可實現立體選擇性和限域效應，還能有效防止催化劑失活，顯著提高催化效率與循環使用次數，從而降低整體生產成本。目前，部分MOF材料已在商業領域實現初步應用，特別是在氣體儲存與分離方面展現出廣闊前景。可以預見，隨著相關技術的進一步發展和成本的持續最佳化，MOF材料將在更多行業實現規模化應用，釋放其在能源、環境、醫藥等關鍵領域的巨大潛力。我們也期待MOF未來成為推動新材料變革的重要力量。林世賢：在高校和科研機構，MOF材料被廣泛研究，我相信諾貝爾獎的授予會極大激發商業轉化熱情，為這種框架材料找到改變我們生命健康的創新應用。姜雪峰：MOF憑藉多孔結構，在氣體分離、檢測、催化及藥物緩釋等方面展現出廣闊的應用前景。然而，其“積木式”籠狀結構在工業複雜環境下易塌陷，穩定性仍是產業化的主要瓶頸。此次諾貝爾獎既是對3位奠基者貢獻的肯定，也寄託了對開發更穩定、廉價、適用性強的MOF材料的期待，未來有望開啟更多應用可能。《中國科學報》：應當如何看待MOF在儲氫方面的應用潛力？李巧偉：大約20年前，曾有人提出用MOF儲氫。研究發現，在低溫高壓下，MOF具有可觀的儲氫吸附量。如今，其能實現的儲氫量越來越多，所需條件（如溫度）越來越接近常溫，正慢慢靠近商業化的目標。對於利用MOF再結合其他材料的優點實現儲氫，我持樂觀態度。“是里程碑，而非‘巔峰’”《中國科學報》：一個領域獲得諾貝爾獎，是否意味著它已經到達了巔峰？這對領域未來的發展會產生什麼影響？張翼：我不這麼認為。我們可以用超分子化學來類比，它在1987年首次獲獎之後，2016年再次獲獎。諾貝爾獎不是終點，而更像是一個里程碑，標誌著這個領域的成熟與巨大潛力，並會激勵更多人才和資源湧入，推動它走向新的高峰。當然，這最終也取決於該領域未來的實際應用突破。董金橋：諾貝爾獎的光環將進一步激發全球科學界對該領域的關注與投入，推動MOF從結構構築向功能應用加速轉化。事實上，諾貝爾獎往往並非某一研究方向的終點，而是新階段的起點。拿我自己來說，我目前正致力於柔性MOF的研究，相關工作已初步證實金屬-多肽框架（MPFs）在生物醫藥領域具有良好的應用前景，未來有望在靶向藥物遞送、生物感測、抗菌與組織修復等方向發揮重要作用。姜雪峰：諾貝爾獎並非科學終點，而是新起點。MOF的可能組合無窮，但真正有價值的有限。正如生命篩選出關鍵蛋白，我們期待人工智慧（AI）與化學結合，加速篩選高效穩定的MOF材料，攻克其應用瓶頸。“英雄不問出處”《中國科學報》：從這次諾貝爾化學獎的得主身上，你認為科學家成功的“道”是什麼？李巧偉：亞吉教授出生在約旦，在美國從一所社區學院開始他的學業，並非起步於名牌院校，之後在美國紐約州立大學就讀本科，他的博士學位在美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校（UIUC）獲得。他富有遠見，早年即提出框架化學構想，並敏銳投身多孔材料領域。他大力支援學生創新，共價有機框架（COF）的開創性研究便始於讓學生自由探索，經他推動發展為重要方向。張翼：堅持是至關重要的。尤其是在你不知道前方會有什麼結果、甚至感到迷茫的時候，堅持就顯得無比重要。我常對學生和同事說，我們學化學的人可能沒有數學、物理領域的天才們那麼聰明，但我們擁有堅持的毅力。另外，這次獲獎也讓我深感“英雄不問出處”。一方面，科研人員不要因為起點低而自我設限；另一方面，建議一些高校和科研機構不要過於看重科研人員的“第一學歷”或出身。真正重要的是他們的科學洞察力、創造力和持之以恆的努力。姜雪峰：如果用一個關鍵詞概括，我覺得是“好玩”。科學家起步時往往帶有一定“功利性”——為解決某個問題而研究。但真正深入之後，需放下功利，回歸好奇與熱愛。MOF結構千變萬化，有如中國結、圓環、方籠等形態，搭建它們本身就像玩樂高，充滿樂趣。科學探索中，大多數嘗試未必如願，但正是在不斷試錯中，我們接近未知、解決真問題。讓青少年因“好玩”而選擇科學，在探索中理解自然規律、克服對未知的恐懼，進而以認知反哺個人成長與社會發展。對科技工作者來說，終極狀態就是在好玩中創造“有用”，用“有用”解決人類問題。林世賢：對於MOF的成功，我最大的感觸就是“簡潔之美”——材料的合成路徑非常簡潔、材料本身的化學結構體現簡潔之美，科學家做研究的心態很簡潔。簡潔之美的科學，一句話或一個眼神就能讓人聽懂、看明白，這很重要。正所謂“大道至簡”，或許我們每位科研工作者都應該思考，怎麼做更簡潔的科學。《中國科學報》：亞吉教授是一位什麼樣的人？李巧偉：我6年的學習生涯中，研究工作大多圍繞興趣展開，他不會指定一個必須達成的應用目標。這讓我們能以探索的好奇心去工作。其實，我前三四年的成果並不突出，但我並沒有感受到急於發表論文的壓力，這讓我能以更好的心態深耕課題，挖掘其真正的科學內涵。畢業之後，我們仍保持著良好的師生互動，我經常邀請他來復旦大學做講座，我們也會及時溝通科研進展。他是一位真正將科學研究置於至高地位、人格魅力令人敬佩的老師。美國加利福尼亞大學伯克利分校博士後周子暉：我是亞吉教授的博士生，現在在他課題組進行博士後研究工作。他事無鉅細地關心學生，不管是新生還是即將找工作的畢業生，如果我們想找他一對一討論，給他發個郵件，基本上一周內就能見面溝通。只要他在學校，基本上是我們組第一個到的。他不吃午飯，從早晨8點到下午4點左右，一整天都泡在實驗室裡。林世賢：亞吉教授經歷傳奇，極具感染力。聽說他15歲才移民美國，從零學英語。他樹立了一個強大的科學家典型——通過努力實現科研理想，重塑自己的命運。後來，我還瞭解到，他因童年缺水經歷，執著於研發從空氣中取水的MOF材料。他將個人夢想融入科研，彰顯了科學背後深刻的人文價值，這令人震撼。 (中國科學報)
