瑞典皇家科學院宣布，將2025年諾貝爾化學獎授予日本京都大學教授北川進、澳大利亞墨爾本大學教授理查德·羅布森以及美國加州大學伯克利分校教授奧馬爾·亞吉，以表彰三人在金屬有機框架材料領域作出的開創性貢獻。這項突破性研究為新型功能材料的設計與合成開辟了全新路徑，相關成果已在能源存儲、氣體分離及環境治理等領域展現出廣闊應用前景。
金屬有機框架（MOF）作為多孔配位聚合物的典型代表，其發展歷程可追溯至20世紀中葉。1959年，日本化學家齊藤喜彥團隊首次通過銅離子與有機二腈單元連接，制備出具有不同孔徑的晶體結構。1964年，美國化學家約翰·貝勒提出"配位聚合物"概念，將這類含重復單元的拓展型結構與有機聚合物區分開來。1989年，羅布森教授與同事伯納德·霍斯金斯提出"節點-連接"理論，通過銅離子與四氰基四苯甲烷配體的配位網絡，實現了特定拓撲結構的定向設計，為MOF的理性合成奠定基礎。
三位獲獎者的研究呈現明顯的代際傳承特征。現年88歲的羅布森教授自1966年起執教于墨爾本大學，其早期工作揭示了金屬-配體相互作用在構建三維框架中的關鍵作用。1995年，美籍約旦裔化學家奧馬爾·亞吉在溶劑熱條件下合成首例基于聯吡啶和銅離子的剛性框架，并首次提出"金屬有機框架"術語。他開發的次級構造單元理論，通過引入帶電有機配體顯著提升了材料的結構穩定性，使永久多孔性成為MOF的標志性特征。
日本學者北川進教授的研究則推動了功能導向的框架設計。1997年，其團隊發現金屬吡啶配位聚合物在室溫下對甲烷、氮氣等氣體具有可逆吸附能力，該成果催生了"多孔配位聚合物"概念。相較于強調結構剛性的MOF，PCP定義涵蓋柔性框架等更廣泛體系。2019年，北川進提出第三代、第四代PCP/MOF概念，將研究拓展至軟多孔晶體、雜化框架等新型態，引入缺陷工程、非對稱結構等創新維度。
在應用層面，MOF材料已展現出顛覆性潛力。德國巴斯夫公司率先實現MOF工業化生產，其產品應用于高壓甲烷存儲和催化反應。初創企業NovoMOF開發的MOF保鮮技術可將果蔬保質期延長三倍；Water Harvesting Inc.利用MOF材料從干燥空氣中提取飲用水，單日產水量達10升/公斤材料。醫療領域，藤田誠教授開發的"結晶海綿"技術通過多孔框架固定小分子，成功實現毫克級有機物結構解析，將制藥行業分子結構測定成本降低80%。
學術界普遍認為，此次諾貝爾獎授予MOF領域具有里程碑意義。自1999年HKUST-1和MOF-5兩種經典三維剛性框架報道以來，全球已有5100余家機構開展相關研究，發表學術論文超2.7萬篇。市場調研顯示，MOF材料市場規模預計將以年均34%的速度增長，2024年產值將突破4億美元。隨著網格化學理論的完善，化學家正從原子級精度控制邁向框架級物質操控，為碳達峰、碳中和目標提供關鍵材料支撐。
