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2025 · 化学

晶体里别有洞天

金属有机框架让内部空隙成为可供材料设计利用的空间。

材料孔隙分子设计
2025化学

图解指南

一张图,读懂这一奖项

图解:晶体里别有洞天
原创人工智能生成的信息图,提供概念性概览;下文解说与资料补充具体背景。
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金属有机框架,让空隙发挥作用。

  1. 选择构件

    金属中心+有机连接体。

  2. 搭建多孔框架

    微小空间形成巨大内表面。

  3. 接纳特定客体

    孔隙可以储存或分离分子。

实际应用还取决于稳定性、成本与再生能力。

01 · 发现

用日常语言,读懂核心思想

金属有机框架(MOF)由金属中心与含碳分子连接成延伸结构。它可以包含大量微孔,将巨大的内部表面积藏在少量固体中。

罗布森帮助建立建筑式设计理念。北川进展示气体可以进出框架,并研究其柔性。亚吉发展了性质可重新设计的稳定框架,使内部空间能针对特定客体分子进行定制。

为什么重要

研究者正开发MOF用于储气、分离、碳捕集和空气取水。选择内部化学性质可能与选择孔径同样重要。

02 · 贡献者

谁让想法成为现实?

北川进的插画肖像

北川进

奖金份额 · 1/3

他证明气体可以进出金属有机框架,并发展了柔性多孔结构的思想。框架可以响应客体,而不只是一个坚硬的容器。

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理查德·罗布森的插画肖像

理查德·罗布森

奖金份额 · 1/3

他展示了金属中心与有机连接体如何组装成开放而有序的网络。虽然早期结构还不够稳固,却帮助确立了这个领域的设计原则。

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奥马尔·亚吉的插画肖像

奥马尔·亚吉

奖金份额 · 1/3

他发展了稳定且孔隙率高的金属有机框架,以及系统设计这类材料的方法,使其成为储存和分离分子的多用途平台。

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03 · 多年积累

走到这里的路

  1. 1989

    罗布森展示由分子单元连接的开放框架。

  2. 1997

    北川进展示气体在多孔框架中的进出。

  3. 1999

    亚吉的MOF-5帮助建立稳定、高孔隙率框架。

04 · 延伸阅读

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Curionode依据以下官方资料撰写原创解说。生平信息与任职机构以获奖年份为准。

  1. 官方获奖公告 nobelprize.org
  2. 诺贝尔委员会通俗背景资料 nobelprize.org

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