获奖成果与核心意义 - 2025年诺贝尔化学奖授予北川进、理查德·罗布森和奥马尔·M·亚吉三位科学家，以表彰其在金属有机框架开发领域的贡献[1] - 三位获奖人对金属有机框架的研究开创了网格化学这一新的领域[1] - 金属有机框架由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，像搭积木一样可做出成千上万种材料，其孔径、表面积和化学环境可控[1] 材料特性与优势 - 金属有机框架具有极强的可修饰性，可调控材料的孔径大小和化学性质及表面特性，实现按需定制[2] - 材料的高比表面积意味着拥有更多的吸附位点，可实现较高的二氧化碳吸附容量[2] - 在膜分离应用中，使用MOFs膜分离的能耗有时候可以比常规方法降低90%以上[2] 应用领域与前景 - 金属有机框架材料可用于气体分离与储存，例如储存氢气或甲烷，为氢能汽车储氢提供解决方案[1] - 该材料可用于碳捕集、利用与封存，以减少温室气体排放带来的气候变化问题[2] - 在干旱地区，多孔材料可吸水并在日间释放形成纯净饮用水，在医药领域可作为药物载体精准送达病变部位[2] - 该材料在化工、能源、环境以及生物医药等领域有着广阔应用前景[2]

获奖者信息 - 2025年诺贝尔化学奖授予京都大学教授北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉，表彰他们在金属有机框架发展方面的贡献 [1] - 奥马尔·亚吉是金属有机框架和共价有机框架等相关领域的开拓者和奠基人，在功能多孔材料的合成及其应用方面做出了开创性贡献 [6] - 北川进是多孔配位聚合物领域的开创者和先驱，在PCP的物理化学性质研究方面取得了突出成就 [8] - 理查德·罗布森及其同事在1989年宣布发明了一种全新的固体聚合材料类别，这是对后来被称为MOF的物质的早期描述 [11] 技术发展历程 - 1995年奥马尔·亚吉和同事在报道中首次使用了金属有机框架一词，该命名突出了结构的基元 [15] - 1997年北川进报道了一例金属吡啶配位聚合物的气体吸附现象，材料在吸附脱附过程中结构稳定，衍生出了多孔配位聚合物的概念 [16] - 1999年HKUST-1和MOF-5两例三维刚性MOF结构被报道，从而引爆了MOF领域的快速发展 [17] - 2005年Yaghi教授利用动态共价键连接纯有机构造单元合成了晶态有机多孔材料，发展了共价有机框架化学 [18] 行业应用与市场前景 - MOF材料在气体吸附容量、气体分离能力、空气中水的高效捕集方面具有优异性能，助力实现碳达峰、碳中和目标 [20] - 2019年MarketWatch发布的报告预测MOF市场年增长率高达34%，将在2024年实现约4.1亿美元的年产值 [21] - BASF等公司已实现MOF的工业化生产，并将其用于高压甲烷存储和催化等领域 [21] - MOF领域的初创公司包括NovoMOF、MOF Technologies、NuMat、Water Harvesting Inc等，分别将技术用于食物保鲜、半导体工业毒性气体存储、沙漠空气捕集水等 [21] - 基于配位组装结构发展的结晶海绵技术已被用于小于毫克级有机小分子的结构确定，加速了制药、电子材料等行业对分子结构的确定过程 [21]