瑞典皇家科學院宣布，2025年諾貝爾化學獎授予日本京都大學北川進教授、澳大利亞墨爾本大學理查德·羅布森教授及美國加州大學伯克利分校奧馬爾·M·亞吉教授，以表彰他們在金屬有機框架材料開發領域的突破性貢獻。這一成果被評價為“為化學創造了新空間”，標志著人類在分子層面主動設計物質結構邁出關鍵一步。

金屬有機框架（MOFs）是一類由金屬離子與有機配體通過自組裝形成的多孔晶體材料。其結構如同精密的“分子建筑”：金屬離子作為節點，有機分子作為連接梁，共同構建出具有規則孔道的三維網絡。這些孔道直徑可達數納米，允許氣體或液體分子自由進出，同時保持材料整體穩定性。部分MOFs材料展現出驚人的氣體吸附能力，例如在標準條件下，每克MOFs可吸附超過自身重量20%的氫氣，為清潔能源存儲提供了新思路。

該領域的突破始于20世紀80年代。羅布森教授首次提出將銅離子與四齒有機配體結合，構建出具有周期性孔洞的晶體結構。盡管早期材料存在機械強度不足的問題，但其設計理念為后續研究指明方向。1992年，北川進團隊通過系統研究證實，氣體分子可在MOFs孔道內可逆吸附而不破壞晶體結構，揭示了材料的柔性特性。2003年，亞吉教授成功合成出熱穩定性達300℃的MOF-5材料，并證明通過調整金屬離子與配體組合，可精準調控材料的孔徑大小和表面化學性質。

這種“分子級定制”能力徹底改變了化學研究范式。傳統材料開發依賴試錯法，而MOFs技術使科學家能夠像建筑師規劃空間那樣設計分子結構。目前全球已合成出超過2萬種MOFs材料，其中部分成果已進入產業化階段。例如，某些MOFs可作為“分子篩”高效分離空氣中的氮氣和氧氣，分離效率較傳統工藝提升30%；另有材料能特異性捕獲水中的全氟化合物，這種被稱作“永久化學物”的污染物在MOFs作用下可在數小時內降解90%以上。

在能源領域，MOFs材料正推動多項技術革新。氫燃料電池汽車所需的儲氫系統，若采用MOFs材料，可在相同體積下存儲兩倍于傳統高壓氣罐的氫氣。中國科學家開發的鐵基MOFs催化劑，將二氧化碳轉化為甲醇的效率提升至傳統方法的5倍。環境治理方面，基于MOFs的過濾裝置已能同時處理二氧化硫、氮氧化物和揮發性有機物，單臺設備日處理量可達10萬立方米。

諾貝爾化學委員會評委鄒曉冬教授指出，MOFs技術的核心價值在于其跨學科特性。該領域研究涉及無機化學、有機合成、計算模擬和工程應用，需要化學家、物理學家和工程師的緊密協作。據統計，全球有超過500個科研團隊從事MOFs相關研究，中國在該領域的論文發表量已連續五年居世界首位，形成從基礎研究到產業應用的完整鏈條。

這項始于實驗室的“分子革命”，如今正深刻影響著人類社會的可持續發展。從沙漠集水裝置到深海天然氣水合物開采，從個人防護裝備到空間站生命支持系統，MOFs材料展現出的適應性令人驚嘆。正如評委會所言，三位科學家不僅創造了新材料，更開辟了化學研究的新維度——在這個由分子構筑的“新空間”里，人類對物質世界的認知與改造能力正被重新定義。