专家解读诺贝尔化学奖：金属有机框架材料用途广，可吸附二氧化碳

他表示，金属有机框架（MOFs）是一种多孔材料，三位获奖人对这种材料的研究开创了网格化学这一新的领域。

当地时间10月8日，瑞典皇家科学院，诺贝尔委员会表示，北川进、理查德·罗布森以及奥马尔·M·亚吉三位科学家因开发金属有机框架而获得2025年诺贝尔化学奖。图/IC photo

杨维慎说，金属有机框架由无机金属中心（金属离子或金属簇）与桥连的有机配体通过自组装相互连接，“就像搭积木一样，通过排列组合，可以做出成千上万种金属有机框架材料。这种材料的孔径、表面积和化学环境都是可控的，所以应用范围特别广。”

“目前，这种材料的工业应用比较少，但在化学领域已经开展了大量研究工作。”他举例说，金属有机框架材料可以用来进行气体分离、储存，比如储存氢气或甲烷，为氢能汽车储氢提供解决方案。

另外，碳捕集、利用与封存（CCUS）是实现中国“双碳”目标必不可少的技术手段，金属有机框架材料也可以用来捕集二氧化碳，它的高比表面积意味着拥有更多的吸附位点，可实现较高的二氧化碳吸附容量，减少温室气体排放带来的气候变化问题。

在干旱沙漠地区，天黑后水汽冷凝，这种多孔材料可以吸水，第二天太阳出来以后再把水释放出来，形成纯净的饮用水。在医药领域，这种材料也可以作为药物的载体，把药物精准送到病变部位等。

杨维慎介绍，目前他的团队研究的是利用金属有机框架进行膜分离，“常规方法分离能耗特别高，但是用MOFs膜分离，能耗有时候可以降低90%以上。”

“这几年，一直有预测称诺贝尔化学奖会颁给金属有机框架领域，这次三位科学家获奖可谓众望所归。”他说，该材料在化工、能源、环境以及生物医药等领域有着广阔应用前景。

谈及金属有机框架材料的优势，杨维慎指出其具有极强的可修饰性。“例如，在分离不同气体时，可以调控材料的孔径大小，按需定制。我们也可以根据具体需求，修饰材料的化学性质及表面特性。”他进一步说明，由于吸附、催化或生物医药等应用对化学环境的要求各异，通过材料修饰，科研人员能够灵活调整以满足多样化需求。

编辑 张磊

校对 薛京宁