2025 年 10 月 8 日北京时间 17 时 45 分许，瑞典皇家科学院决定将 2025 年诺贝尔化学奖授予北川进（Susumu Kitagawa）、理查德·罗布森（Richard Robson）以及奥马尔·M.亚吉（Omar M. Yaghi）三位科学家，以表彰其在金属有机框架开发领域的贡献。他们创造的结构——金属有机框架（metal-organic frameworks，MOF）——包含巨大的孔穴，分子可以在其中进出。研究人员已利用它们从沙漠空气中收集水分、提取水中的污染物、捕获二氧化碳，以及储存氢气。
MOF：一间迷人且极其宽敞的“单间公寓”
诺奖揭晓，金属有机框架（MOF）站在了聚光灯下。诺贝尔官方用一个比喻来形容它：一间迷人且极其宽敞的“单间公寓”。金属有机框架材料具有非凡的实用性，这类材料的结构专门用于捕获二氧化碳、从水中分离全氟烷基物质（PFAS）、在人体内递送药物或处理剧毒气体。有些材料则能吸附水果释放的乙烯气体，从而延缓其成熟过程；还有一些能包裹住可分解环境中抗生素残留的酶。目前化学家们已经能够设计出数以万计的不同 MOF 材料，从而推动了众多崭新的化学奇迹的诞生。
? Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
“金属有机框架具有巨大的潜力，为实现具有新功能的定制化材料带来了前所未有的机遇。”诺贝尔化学委员会主席海纳·林克说。
奥马尔·M.亚吉（Omar M. Yaghi）与他的 MOF 探索之旅
奥马尔·M.亚吉 (Omar M. Yaghi)，1965 年出生于约旦安曼。1990 年于美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获博士学位。他曾历任美国亚利桑那州立大学助理教授、密歇根大学和加利福尼亚大学洛杉矶分校教授，2012 年转至加利福尼亚大学伯克利分校，现任 James 和 Neeltje Tretter 化学教授。他是伯克利全球科学研究所的创始所长。亚吉开创了网状化学领域，涉及通过强键将分子构建块缝合在一起以形成开放的框架。他最知名的工作是 MOF 的设计、合成、应用和普及。
1999 年，亚吉向世界展示了 MOF-5，从而在金属有机框架的发展中树立了下一个里程碑。这种材料的立方空间内隐藏着巨大的表面积。几克 MOF-5 的表面积相当于一个足球场，这意味着它可以比沸石吸收更多的气体。
奥马尔·亚吉在 2002 年和 2003 年为金属有机框架的基底砌上了最后的砖石。他展示了以合理的方式修饰和改变 MOF，赋予它们不同性质的可能性。他其中一项工作是制造了 16 种 MOF-5 的变体，其孔穴比原始材料更大或更小。此后，金属有机框架席卷了世界。
亚吉教授工作中的 Micromeritics 身影
在多孔材料与框架化学的前沿研究中，精准表征材料的比表面积、孔径分布与气体吸附性能，是推动材料设计与应用突破的关键。我们有幸在亚吉教授及其团队的多项开创性工作中见到了 Micromeritics 不同型号的比表面与孔径分析仪的身影。其使用麦克产品评估合成的共价有机框架与金属有机框架材料的性能，为材料的结构验证与功能开发提供了坚实的数据支撑。
在发表于 Nature Chemistry 的研究中，亚吉教授团队使用了Micromeritics ASAP 2020对 COF-10、COF-102 等材料进行了氨气吸附测试，揭示了其卓越的氨气捕获能力与循环稳定性。该仪器在 77K 下完成 N? 吸附分析，精确计算出材料孔道比表面积，并结合 NLDFT 模型分析孔径分布，为理解 COF 材料在不同气体环境下的吸附行为提供了关键依据。
*DOI: 10.1038/nchem.548 论文部分内容节选
在另一项发表于 Science 的关于高配位共价有机框架的研究中，亚吉团队使用Micromeritics 3Flex 与 ASAP 2420测定了 BP-COF 系列材料在 77K 和 87K 下对 N?、Ar、H? 和 CO? 的吸附等温线，并结合 DFT 理论模型精确解析其孔径结构与比表面积。这些数据不仅验证了理论模拟的结构模型，也为后续探索其在氢气储存、二氧化碳捕集等能源与环境应用奠定了基础。
*DOI: 10.1126/science.abd6406 论文部分内容节选
此外，在 Nature Water 报道的 MOF-303 基大气水收集器研究中，亚吉研究团队同样借助Micromeritics ASAP 2420对 MOF-303 及其复合颗粒进行了 N? 吸附分析，确认其高比表面积与多孔结构，为理解其高效吸水-释水机制提供了关键结构参数。
论文部分内容节选
Micromeritics 的全线产品以其高精度、多功能与可靠性，成为亚吉教授极其团队在开发新型多孔材料过程中不可或缺的工具。从气体吸附到水蒸气捕获，从结构表征到性能优化，这些仪器为其在能源、环境与水资源等领域的重大突破提供了坚实的实验保障，是推动框架化学从实验室走向实际应用的“数据引擎”。
