導讀

2025年諾貝爾化學獎剛剛宣布，三位諾獎得主創(chuàng)造了一種具有巨大空間的分子結(jié)構(gòu)，氣體和其他化學物質(zhì)可以在其中流動。

這些被稱為金屬有機骨架的結(jié)構(gòu)可用于從沙漠空氣中獲取水分、捕獲二氧化碳、儲存有毒氣體或催化化學反應。

值得一提的是，日本京都大學教授北川進再折諾獎桂冠，這是今年第二位日本學者獲獎。

2025年諾貝爾化學獎得主

常春藤、林巖 | 撰寫

2025年諾貝爾化學獎剛剛揭曉，三位學者獲獎，以表彰 他們在金屬-有機框架結(jié)構(gòu)領域做出的突出貢獻。

三位學者分別為：

北川進，1951年出生于日本京都。1979年獲得日本京都大學博士學位?，F(xiàn)任日本京都大學教授。

理查德·羅布森，1937年出生于英國格勒斯本。1962年獲英國牛津大學博士學位?，F(xiàn)為澳大利亞墨爾本大學教授。

奧馬爾·M·亞吉，1965年出生于約旦安曼。1990年獲得美國伊利諾伊大學香檳分校博士學位。現(xiàn)為美國加州大學伯克利分校教授。

01

2025年化學獎科學解讀

北川進（Susumu Kitagawa）、理查德·羅布森（Richard Robson）和奧馬爾·亞吉（Omar Yaghi）榮獲2025年諾貝爾化學獎，他們開發(fā)了一種新型分子結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，金屬離子作為基石，由長有機（碳基）分子連接。金屬離子和分子共同排列形成含有大空腔的晶體。

這些多孔材料被稱為金屬有機骨架（MOF）。通過改變MOF中使用的基本單元，化學家可以設計它們來捕獲和儲存特定物質(zhì)。MOF還可以驅(qū)動化學反應或?qū)щ姟?/p>

諾貝爾化學獎委員會主席海納·林克表示：“金屬有機框架具有巨大的潛力，為定制具有新功能的材料帶來了以前無法預見的機會?！?/p>

一切始于1989年，當時理查德·羅布森（Richard Robson）嘗試以一種新的方式利用原子的固有屬性。他將帶正電的銅離子與一個四臂分子結(jié)合在一起；這個分子的每個臂末端都有一個化學基團，可以吸引銅離子。

當它們結(jié)合在一起時，便凝聚成了一個秩序井然、空曠無比的晶體，就像一顆充滿了無數(shù)空洞的鉆石。

羅布森立即意識到了他所構(gòu)建的分子結(jié)構(gòu)的潛力，但它不穩(wěn)定，容易坍塌。然而，北川進（Susumu Kitagawa）和奧馬爾·亞吉（Omar Yaghi）為這種構(gòu)建方法奠定了堅實的基礎；在1992年至2003年間，他們分別取得了一系列革命性的發(fā)現(xiàn)。北川證明了氣體可以流入和流出這種結(jié)構(gòu)，并預測MOF可以實現(xiàn)柔性。亞吉創(chuàng)造了一種非常穩(wěn)定的MOF，并證明可以通過合理的設計對其進行修改，從而賦予其全新且理想的性能。

繼兩位獲獎者的突破性發(fā)現(xiàn)之后，化學家們構(gòu)建了數(shù)以萬計的不同MOF。其中一些可能有助于解決人類面臨的一些重大挑戰(zhàn)，其應用范圍包括從水中分離PFAS、分解環(huán)境中的痕量藥物、捕獲二氧化碳或從沙漠空氣中獲取水。

02

近6年獲獎情況回顧

· 2024年

獲獎者介紹：

DeepMind創(chuàng)始人戴米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）、資深成員約翰·賈伯（John Jumper），以及盛頓大學教授David Baker。

獲獎理由：

表彰他們在蛋白結(jié)構(gòu)設計和預測方面的貢獻。

· 2023年

獲獎者介紹：

美國劍橋麻省理工學院的Moungi G. Bawendi，美國量子晶體科技公司的Alexei I. Ekimov和美國紐約哥倫比亞大學的Louis E. Brus。

獲獎理由：

表彰他們在納米技術領域取得的成就。

· 2022年

獲獎者介紹：

Carolyn R. Bertozzi、Morten Meldal和以及 Barry Sharpless

獲獎理由：

表彰他們在“生物正交化學/點擊化學研究領域”的貢獻。

· 2021年

本杰明·利斯特（Benjamin List）和大衛(wèi)·麥克米倫（David W.C. MacMillan）

獲獎者介紹：

德國化學家本杰明·利斯特（Benjamin List）和英國化學家大衛(wèi)·麥克米倫（David W.C. MacMillan）。

獲獎理由：

表彰他們在“不對稱有機催化方法的貢獻?！?在新藥的研發(fā)和制造上有極為重要的應用價值。

· 2020年

埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）

獲獎者介紹：

埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）

獲獎理由：

因開發(fā)了精準基因編輯技術CRISPR。

· 2019年

約翰·古迪納夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）

獲獎者介紹：

約翰·古迪納夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）

獲獎理由：

表彰他們在鋰離子電池發(fā)展上所做的工作。

03

諾貝爾化學獎的歷史

諾貝爾化學獎旨在獎勵在化學領域作出最重要發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的科學家，被認為是在化學領域能夠取得的最高榮譽。諾貝爾化學獎每年評選和頒發(fā)一次，其中有8年因故停發(fā)（1916、1917、1919、1924、1933、1940—1942年）。

截至2021年，諾貝爾化學獎共頒發(fā)113次，有187人獲獎，唯一一位兩次獲得諾貝爾化學獎的是弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger, 分別在1958年和1980年獲獎）。

諾貝爾化學獎一共有七位女性諾獎得主，她們分別為：瑪麗·居里（Marie Curie, 1911年獲獎），伊倫·約里奧-居里（Irène Joliot-Curie, 1935年獲獎），多蘿西·克勞福特·霍奇金（Dorothy Crowfoot Hodgkin, 1964年獲獎），阿達·約納特（Ada Yonath, 2009年獲獎），弗朗西斯·阿諾德（Frances H. Arnold, 2018年獲獎），?，敿~埃勒·沙爾龐捷（Emmanuelle Charpentier, 2020年獲獎），珍妮弗·杜德納（Jennifer A. Doudna, 2020年獲獎）。

最年輕的諾貝爾化學獎得主是讓·弗雷德里克·約里奧·居里（Frédéric Joliot, 1935年獲獎），獲獎時年僅35歲；最年長的諾貝爾化學獎得主是約翰·古迪納夫（John B. Goodenough, 2019年獲獎），獲獎時已經(jīng)97歲。

諾貝爾化學獎的甄選委員會通常在每年10月上旬公布得主。

04

化學獎得主的提名和評選

諾貝爾化學獎的提名只能通過委員會的邀請獲得，被提名人的姓名和有關提名的其他信息要到50年后才能透露。

提名和甄選程序

諾貝爾化學委員會 向有能力和資格提名的人發(fā)送機密表格。

合格的提名人要求

根據(jù)法規(guī)，提交諾貝爾化學獎提名書的權利應由以下各方享有：

1.瑞典皇家科學院的瑞典和外國成員;

2.諾貝爾化學和物理委員會成員;

3.諾貝爾化學和物理學獎獲得者;

4.瑞典、丹麥、芬蘭、冰島和挪威的大學和技術研究所以及斯德哥爾摩卡羅林斯卡學院化學科學系的常任教授;

5.在科學院選擇的至少六所大學或大學學院中擔任相應的教席，以確保在不同國家及其學習中心的適當分配;

6.學院可能認為合適的其他科學家邀請他們提出建議。

諾貝爾獎獲得者的評選

瑞典皇家科學院負責從諾貝爾化學委員會推薦的候選人中選出諾貝爾化學獎獲得者。諾貝爾委員會是篩選提名人和選擇最終候選人的工作機構(gòu)，它由五名成員組成，但多年來，委員會也擁有與成員具有相同投票權的兼職成員。

誰有資格獲得諾貝爾化學獎？

有資格獲得化學獎的候選人，是由獲得諾貝爾委員會邀請、提交姓名以供考慮的被提名人士，需要注意的是，沒有人有提名自己的資格。

參考資料

1.NobelPrize.org

2.The Royal Swedish Academy of Sciences - NobelPrize.org

3.The Nobel Prize in Chemistry 2021 - NobelPrize.org

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