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共价有机框架(COF)
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奥马尔·亚吉:从“牛棚”里走出的诺贝尔奖得主
36氪· 2025-10-09 16:53
诺贝尔化学奖获奖者背景 - 美籍约旦裔化学家奥马尔·M·亚吉因在金属有机框架材料领域的开创性贡献与北川进、理查德·罗布森共同获得2025年诺贝尔化学奖 [1] - 获奖通知在机场转机时接到,亚吉对获奖感到非常意外 [1] 童年与早期教育 - 1965年出生于约旦安曼的巴勒斯坦难民聚居区,家中9个孩子挤在一间无电土坯房,房间另一半用于饲养牲畜 [4] - 童年经历水资源极度匮乏,每周或每两周一次供水日,市政供水车停留6小时,储水罐维系家庭十几天的生存 [4] - 10岁在学校图书馆被化学分子结构图吸引,省下买食物钱借阅化学书籍,在煤油灯下描摹分子结构 [5] - 15岁怀揣积蓄和化学笔记独自赴美,不会英语,无高中文凭和亲友依靠,住廉价地下室,白天打工晚上恶补英语,5年完成7年学业,20岁获纽约州立大学学士学位 [6] 学术生涯与关键抉择 - 1985年考入伊利诺伊大学厄巴纳分校攻读博士,师从乔纳森·福克纳,首次接触多孔材料领域,当时研究依赖高温加热和运气,无法预测结构 [9] - 1990年获博士学位后进入哈佛大学博士后研究,面临工业界六位数年薪和解决家人移民问题的offer与学术界薪水仅三分之一助理教授职位的选择 [9] - 最终选择学术界,理由包括建立独立实验室、追逐想法、进行有意义研究和指导学生 [10] - 在亚利桑那州立大学实验室经费短缺,亲自设计装置、回收玻璃器皿、焊接反应釜,预算仅够买基础试剂 [10] 金属有机框架材料突破 - 1995年团队发现过渡金属离子与带电羧酸配体形成强金属-配位键的反应条件,生成晶体延伸结构,改变固体结构制备传统模式 [13] - 首次提出金属有机框架概念,阐述通过金属离子与有机配体精准组装构建多孔材料理论,论文最初引用率低,95%同行持怀疑态度 [13] - 亚吉总结5%规则,即95%人怀疑时仍有5%人认可价值,应关注支持者并相信直觉 [15] - 2003年合成稳定性极强的MOF-5材料,以锌离子为节点、对苯二甲酸为连杆,形成三维结构,一克材料表面积堪比足球场,高温潮湿环境中保持稳定 [15] - MOF-5让多孔材料从随机合成进入精准设计纪元,如同分子乐高,可定制功能材料 [15] MOF材料应用与影响 - 团队合成系列新型MOF材料,包括高效吸附二氧化碳的MOF-74、储存氢气的MOF-177、从空气中捕获水分的MOF-303 [17] - MOF-303在加州莫哈韦沙漠测试,每公斤材料每天产出0.7升水,相对湿度7%极端干旱天气仍稳定产生0.2升水,以太阳能为动力 [17] - 水收集技术回应亚吉童年水资源匮乏经历,获2020年英国皇家化学会水资源可持续发展奖 [17] 学术荣誉与后续贡献 - 2017年获阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖,2018年获沃尔夫化学奖,这两项被视为诺奖风向标 [18] - 开创共价有机框架材料领域,实现分子编织科学梦想,2019年当选美国国家科学院院士,2021年获沙特阿拉伯公民身份 [18]