諾獎化學(xué)獎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)獎授予日本科學(xué)家北川進、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框架材料開發(fā)方面的貢獻。評委會認為,獲獎?wù)唛_發(fā)了一種新型分子結(jié)構(gòu)——金屬有機框架,這種結(jié)構(gòu)包含大空腔,分子可以在其中自由流動。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,捕獲二氧化碳并儲存氫氣。
諾貝爾化學(xué)獎委員會主席海納·林克表示,金屬有機框架具有巨大潛力,為定制具有新功能的材料帶來了前所未有的機會。
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四臂分子結(jié)合。每個臂末端都有一個化學(xué)基團,可以吸引銅離子。當(dāng)它們結(jié)合時,形成了一個秩序井然且充滿無數(shù)空洞的晶體。羅布森立即意識到這種分子結(jié)構(gòu)的潛力,但它不穩(wěn)定,容易坍塌。然而,北川進和奧馬爾·M·亞吉進一步奠定了這種構(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)測金屬有機框架可以實現(xiàn)柔性。亞吉創(chuàng)造了一種非常穩(wěn)定的金屬有機框架,并證明可以通過合理設(shè)計對其進行修改,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)以萬計不同的金屬有機框架。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)會院士。
奧馬爾·M·亞吉的經(jīng)歷頗為傳奇。1965年,他出生于約旦安曼一個來自巴勒斯坦的難民家庭,小時候和家里八個兄弟姐妹一起住在一個房間里,房間的一半還得讓給牲畜使用,沒有公共設(shè)施、流動水和電。15歲時,在父親的鼓勵下移居美國。不懂英語的他憑借艱苦努力,20歲就獲得紐約州立大學(xué)的學(xué)士學(xué)位。35歲獲得博士學(xué)位后,他在化學(xué)科研領(lǐng)域不斷精進,獲得眾多獎項。目前,他是加州大學(xué)伯克利分校的教授,也是美國國家科學(xué)院院士。2021年,沙特阿拉伯國王頒布皇家法令,授予亞吉沙特公民身份。
亞吉兒時,市政供水通常每隔一周或兩周才來一次,每次僅持續(xù)六小時,期間必須將家中儲水罐注滿。他小時候的一項主要工作就是在供水時盡量多地為家里儲備更多的生活用水。如今,當(dāng)他發(fā)現(xiàn)可以用于收集水的有機框架材料,以及從空氣(特別是沙漠空氣)中收集水的可行性時,感到非常興奮。他清晰預(yù)見這項技術(shù)有望解決當(dāng)今最緊迫的社會問題之一。