2025诺贝尔化学奖揭晓2025诺贝尔化学奖通俗解读:三位科学家造出“分子收纳盒”
2025年诺贝尔化学奖颁给的金属有机框架(MOF)材料,说白了就是三位科学家联手造出了一款“超精密分子收纳盒”。
可以把这个“收纳盒”的构造想象成搭积木:金属离子是积木块,有机分子是连接积木的小棍,通过特殊方式拼接后,最终形成布满细小孔洞的晶体结构。就像家里的收纳箱能按需求分区装衣物,MOF的神奇之处在于,孔洞的大小、形状能精准设计——想要捕二氧化碳,就造刚好能卡住二氧化碳分子的“格子”;想从沙漠里抽水分,就定制能吸附水分子的“网眼”。
早在上世纪80年代末,澳大利亚科学家理查德·罗布森先搭出了“收纳盒”雏形,可惜这盒子太“脆弱”,一碰就散架。后来日本的北川进发现,气体能在盒子的孔洞里自由穿梭,相当于证实了“收纳盒”能装东西;美国科学家奥马尔·M·亚吉则给盒子加了“加固层”,造出了又稳又耐用的MOF,还能按需调整“格子”尺寸。
如今这种“分子收纳盒”已走进现实:在干旱地区当“空气制水机”,从稀薄空气中抓水分子;在工厂里当“环保滤网”,精准捕获二氧化碳和污染物;甚至能当“能源小仓库”,储存氢能。三位科学家的突破,本质是给人类找到了一种“定制化整理分子”的方法,用化学手段解决了缺水、污染等实际难题。