諾獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)得主之一來自難民家庭從沙漠中收集水的突破者

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2025-10-09 08:06:06 百家號(hào)

諾獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)得主之一來自難民家庭從沙漠中收集水的突破者。瑞典皇家科學(xué)院宣布，2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予日本科學(xué)家北川進(jìn)、英國科學(xué)家理查德·羅布森以及出生于約旦的科學(xué)家奧馬爾·M·亞吉，以表彰他們在金屬有機(jī)框架材料開發(fā)方面的貢獻(xiàn)。評委會(huì)認(rèn)為，獲獎(jiǎng)?wù)唛_發(fā)了一種新型分子結(jié)構(gòu)——金屬有機(jī)框架，這種結(jié)構(gòu)包含大空腔，分子可以在其中自由流動(dòng)。研究人員利用這些材料從沙漠空氣中收集水，從水中提取污染物，捕獲二氧化碳并儲(chǔ)存氫氣。

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)委員會(huì)主席海納·林克表示，金屬有機(jī)框架具有巨大潛力，為定制具有新功能的材料帶來了前所未有的機(jī)會(huì)。

1989年，理查德·羅布森嘗試以一種新的方式利用原子的固有屬性，將帶正電的銅離子與一個(gè)四臂分子結(jié)合。每個(gè)臂末端都有一個(gè)化學(xué)基團(tuán)，可以吸引銅離子。當(dāng)它們結(jié)合時(shí)，形成了一個(gè)秩序井然且充滿無數(shù)空洞的晶體。羅布森立即意識(shí)到這種分子結(jié)構(gòu)的潛力，但它不穩(wěn)定，容易坍塌。然而，北川進(jìn)和奧馬爾·M·亞吉進(jìn)一步奠定了這種構(gòu)建方法的基礎(chǔ)，在1992年至2003年間取得了革命性發(fā)現(xiàn)。北川進(jìn)證明了氣體可以流入和流出這種結(jié)構(gòu)，并預(yù)測金屬有機(jī)框架可以實(shí)現(xiàn)柔性。亞吉?jiǎng)?chuàng)造了一種非常穩(wěn)定的金屬有機(jī)框架，并證明可以通過合理設(shè)計(jì)對其進(jìn)行修改，賦予其全新且理想的性能。

在這些突破性發(fā)現(xiàn)之后，化學(xué)家們構(gòu)建了數(shù)以萬計(jì)不同的金屬有機(jī)框架。這些材料可能有助于解決人類面臨的一些重大挑戰(zhàn)，例如從水中分離全氟和多氟烷基物質(zhì)、分解環(huán)境中的痕量藥物、捕獲二氧化碳或從沙漠空氣中獲取水。

74歲的北川進(jìn)現(xiàn)任京都大學(xué)高等研究院副院長，從事多孔性配位聚合物及金屬有機(jī)構(gòu)造體研究。1997年，他發(fā)現(xiàn)了配位聚合物結(jié)構(gòu)具有氣體吸附性能。88歲的理查德·羅布森被譽(yù)為“涉及過渡金屬的晶體工程的先驅(qū)”，先后被授予澳大利亞科學(xué)院院士，并當(dāng)選英國皇家學(xué)會(huì)院士。

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