中新经纬10月11日电 (董文博)日前公布的2025年诺贝尔化学奖， 让一种“魔法材料”诱导了人人成见：它只需几克就不错容纳通盘足球场；它能从沙漠空气中会聚水，拿获二氧化碳和有毒气体。它即是金属有机框架，一类由金属离子(或金属簇)与有机配体通过配位键荟萃酿成的多孔材料。

　　瑞典皇家科学院在布告2025年诺贝尔化学奖得主时，用一句话点评了三位获奖者北川进(Susumu Kitagawa)、理查德·罗布森(Richard Robson)、奥马尔·M·亚吉(Omar M. Yaghi)的孝敬：“他们为化学创造了新空间(They have created new rooms for chemistry)。”

　　开端：诺贝尔奖官网，下同

　　那么，金属有机框架(Metal–Organic Frameworks, 简称MOFs)能应用在哪些领域？这项效劳有什么舛误意旨？中新经纬特邀华北电力大学环境科学与工程学院素养、博士生导师王祥科和副素养、硕士生导师孙振丽进行解读。

　　处置动力与环境问题的科学旅途

　　王祥科团队先容，金属有机框架动作一种多孔材料，其中枢特征在于结构的高度可规划性。运筹帷幄者不错通过选拔不同的金属和有机配体，构建具有特定孔径、化学组成和功能位点的骨架，使材料性能达成可展望的规划和制备调控。

　　金属有机框架领有远超传统材料的比名义积，每克材料可呈现出上千平淡米的里面名义，并具备丰富的化学可塑性和功能拓展后劲。这种模块化构筑理念，使材料的赢得不再依赖自然结构或教化筛选，而是迈向感性规划与定向合成。它不仅突破了有机与无机化学的界限，还催生了COFs(共价有机框架)与POPs(多孔有机团员物)等新式框架体系，推动材料科学插足“可编程期间”。

　　王祥科团队暗示，金属有机框架在环境不停中展现出独到上风，可用于对特定分子的精确识别与拿获。收获于可调控的孔径和化学微环境，它们能够选拔性吸附二氧化碳，其中含胺基的材料已被用于碳捕集(CCS)运筹帷幄；当引入磷、硫或羧基时，则可与辐射性核素和重金属离子酿成踏实络合，用于核废水处理和水体净化。

　　同期，在空气和水沾污归天中，金属有机框架对蒸发性有机物和痕量沾秽物亦弘扬出较高的去除效劳，相较传统吸附剂具备更强的针对性与结构调控上风。

　　据诺贝尔奖官网先容，运筹帷幄东谈主员创造了很多不同的功能性金属有机框架。举例，电子行业不错使用金属有机框架来容纳出产半导体所需的一些有毒气体；一些公司在测试从工场和发电站拿获二氧化碳的材料，以减少温室气体排放。

　　除离别与吸附外，王祥科团队暗示，金属有机框架在动力领域亦展现后劲，高比名义积使其具备储存氢气、甲烷等动力气体的才智；经热转机生成的金属有机框架派生碳材料兼具导电性与结构踏实性，已被用于锂电板和超等电容器。另外，在光催化与电催化体系中，部分金属有机框架能够参与二氧化碳规复、水明白及有机转机等历程，为清洁动力的转机与支配提供新的材料基础。

　　孙振丽接收中新经纬采访时指出，金属有机框架的问世，是化学史上的一次结构革新，它使运筹帷幄者得以在分子轨范上构筑功能空间，将材料规划从教化探索鞭策到可展望的感性构建。在“双碳”办法与可握续发展议题日益杰出布景下，金属有机框架所代表的，不仅是一类多孔材料，更是一种以结构规划处置动力与环境问题的科学旅途。

　　“走向商用阶段”

　　王祥科指出，当下，金属有机框架的运筹帷幄已不再局限于实践室条款，而是运行插足材料工程与应用考证阶段，“也即是说，现在也曾走向商用阶段。”

　　不外，王祥科指示，“金属有机框架大范围制备现在来说照旧有一定的难度。其次，联系于其他材料，其价钱仍然偏高。”

　　孙振丽进一步先容，畴前，这类晶体材料常被视为难以放大制备的“学术体系”，而连年来，跟着绿色溶剂体系、模块化响应和连气儿化工艺的鞭策，一些企业已达成公斤级乃至吨级的合成才智，并在气体离别、空气净化及药物寄递等地方开展中试应用。尽管距离世俗产业化仍存在本钱、踏实性和永久执戟评价等挑战，金属有机框架已逐步具备工程属性，正在从结构化学运筹帷幄对象调养为可用于技巧建树的材料平台。

　　孙振丽暗示，“不错预见的是，在空气净化、碳捕集、资源离别乃至海水提铀等场景中，这类框架材料将握续证明作用，而其信得过价值，能够在于为改日材料体系提供一种可编程的想维神气，特出是在AI匡助下达成向导式制备。”(中新经纬APP)

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