繆舢/文

北川進(jìn)（右）、理查德·羅布森（左）和奧馬爾·M·亞吉（中）

‖微觀世界的神秘網(wǎng)格，正成為解決氟污染難題的鑰匙‖

2025年諾貝爾化學(xué)獎揭曉，日本京都大學(xué)北川進(jìn)、澳大利亞墨爾本大學(xué)理查德·羅布森和美國加州大學(xué)伯克利分校奧馬爾·M·亞吉，因開發(fā)金屬有機框架（MOF）材料獲此殊榮。他們創(chuàng)造的多孔網(wǎng)格材料正在解決包括氟污染在內(nèi)的諸多環(huán)境難題。

對于氟材料行業(yè)而言，今年諾獎成果具有特殊意義：MOF材料已被成功用于從水中分離全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS），讓這個困擾全球的氟污染問題有了全新的解決方案。

諾獎中的“氟”音

瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2025年諾貝爾化學(xué)獎授予金屬有機框架（MOF）領(lǐng)域的三位科學(xué)家。諾貝爾化學(xué)委員會主席海納·林克評價：“金屬有機框架具有巨大的潛力，為實現(xiàn)具有新功能的定制化材料帶來了前所未有的機遇?！?/p>

在眾多應(yīng)用中，MOF材料在氟化學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特價值。PFAS因含氟碳鏈的強化學(xué)穩(wěn)定性被稱為“永久化學(xué)品”，廣泛用于防水劑、滅火劑等，但其生物累積性和毒性威脅全球生態(tài)。傳統(tǒng)吸附材料（如活性炭）對PFAS的吸附效率低且易飽和，而MOF材料憑借超高比表面積和可設(shè)計性，展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

研究人員已經(jīng)設(shè)計出能夠從水中捕捉PFAS的特定MOF結(jié)構(gòu)，為水體氟污染治理提供了新思路。

研究人員已經(jīng)設(shè)計出能夠從水中捕捉PFAS的特定MOF結(jié)構(gòu)，為水體氟污染治理提供了新思路。以UiO-67為例，這類MOF材料已成為很有前途的水處理和污染物去除材料，主要得益于其高度有序的孔道結(jié)構(gòu)和出色的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

氟化學(xué)與MOF的協(xié)同創(chuàng)新

MOF的可編程性為氟材料研究開辟新路徑：

功能化設(shè)計：通過引入氟代有機配體，增強MOF對PFAS的親和力。MOF材料的金屬有機框架結(jié)構(gòu)包含大空腔，分子可以在其中流入和流出，這種特性使其能夠有效地從水中提取污染物。

柔性吸附機制：北川進(jìn)開發(fā)的柔性MOF在吸附物質(zhì)后會發(fā)生形變，排空時又恢復(fù)到原來的形態(tài)，這種特性有望用于循環(huán)利用，降低處理成本。

環(huán)境修復(fù)應(yīng)用：亞吉的研究小組已經(jīng)展示了使用MOF材料從沙漠空氣中收集水分的技術(shù)，這驗證了MOF材料在環(huán)境治理中的潛力。

氟材料的未來之路

此次諾獎揭示了基礎(chǔ)材料創(chuàng)新對解決重大環(huán)境問題的價值。就氟材料領(lǐng)域而言，MOF材料的出現(xiàn)為氟化學(xué)領(lǐng)域帶來了全新可能。作為一種新興多孔網(wǎng)格材料，MOF已成為化學(xué)化工與材料科學(xué)研究的熱點。

相比傳統(tǒng)多孔材料，MOF材料因其結(jié)構(gòu)內(nèi)含有豐富的組裝模塊，可實現(xiàn)不同功能化結(jié)構(gòu)的組合。其精準(zhǔn)設(shè)計的特性讓我們能夠定制捕獲特定分子的孔徑，讓頑固的PFAS不再是永久污染物，這種特性還使其在氣體儲存、分離、催化等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

這預(yù)示著氟化工行業(yè)將一條從“污染”到“循環(huán)”的轉(zhuǎn)型之路。新技術(shù)不僅致力于分解環(huán)境中難降解的PFAS，更旨在實現(xiàn)氟元素的資源循環(huán)，構(gòu)建可持續(xù)的氟元素循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。

值得關(guān)注的是，MOF新的設(shè)計方法如金屬-配體協(xié)同的跨學(xué)科融合，可遷移至氟碳材料開發(fā)；與此同時還應(yīng)前瞻性地看到，全球PFAS限令，如歐盟2025年P(guān)FAS禁令，將催生MOF基吸附材料的巨大市場需求。

2025年諾貝爾化學(xué)獎雖未直接授予氟研究，卻因授予三位不同國籍化學(xué)家開發(fā)的金屬有機框架（MOF）材料，為應(yīng)用領(lǐng)域的氟材料科學(xué)點亮了一盞明燈。

相信科技突破的力量，MOF的“分子篩”讓PFAS治理未來不再是難題。氟材料行業(yè)由此迎來一個的全新機遇，氟化學(xué)正從傳統(tǒng)工業(yè)材料邁向綠色科技前沿——將污染物轉(zhuǎn)化為資源，讓氟元素在可持續(xù)的循環(huán)中發(fā)揮更大價值，氟材料行業(yè)將以更多的應(yīng)用創(chuàng)新重塑人類與環(huán)境的共生關(guān)系。