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新晉諾獎得主奧馬爾·亞基演講：網(wǎng)狀化學——氣候變暖的解決方案(4)

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2025-10-09 17:22:41  一起來嘮科



我來給大家展示一下。請看這個正在旋轉的金屬有機框架，你所看到的每個部分都是一個吸附點，那些灰色的原子和粉色的原子都是吸附點。這就意味著我們可以量身打造能夠從空氣中分離出二氧化碳、水或其它物質的材料，這取決于調整改造材料中的孔隙。



1克這樣的材料，大小不超過這個圓圈。但1克這樣的材料攤開的表面積可以覆蓋一個足球場，可以達到6400平方米，而你的家可能也就100多平方米。這就是框架化學的力量。



接下來我講一下它的應用價值。



通過多年的研究，我們成功開發(fā)了金屬有機框架，就是屏幕上正在旋轉的這個結構體。我們來看它內部的孔隙，這些小的集群有一個綠色的“頭”，我們把它叫做“初級胺”（ primary amines），通過將分子構造進孔隙中，就可以收集空氣或電廠煙道氣中的二氧化碳，而且只收集二氧化碳。



我們來看一下效果。如圖所示，空氣中的二氧化碳含量約為400ppm，當空氣通過MOFs時，二氧化碳就被吸附住了。過濾后的氣體中二氧化碳含量低于2ppm，幾乎可以忽略不計。因此MOFs是有效的。從空氣中分離吸附二氧化碳的技術問題解決了，剩下的就是工程設計和商業(yè)化了。



我們來看另一個例子。這是電廠排放的煙道氣，二氧化碳含量為15%。在實際應用中，該材料可以將氣流中的二氧化碳濃度降低至小于2%，MOFs就可以實現(xiàn)這一點。這就是希望所在。





我們實現(xiàn)了對結構中的每個模塊都按需設計，這是化學領域前所未有的重大突破，所以“網(wǎng)狀化學”改寫了歷史。

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