2025年10月8日，瑞典皇家科學(xué)院宣布將諾貝爾化學(xué)獎授予北川進、理查德·羅布森和奧馬爾·M·亞吉三位科學(xué)家，以表彰他們在金屬有機骨架材料（MOFs）領(lǐng)域的突破性貢獻。這項價值1100萬瑞典克朗（約合836萬元人民幣）的獎項，由三位研究者平分，標(biāo)志著材料科學(xué)領(lǐng)域的一次重要里程碑。

MOFs是一種由金屬離子與有機配體構(gòu)成的多孔晶體材料，其獨特之處在于超高的比表面積和可調(diào)節(jié)的孔徑結(jié)構(gòu)。這種特性使其在氣體存儲、催化反應(yīng)和藥物傳輸?shù)阮I(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。實驗數(shù)據(jù)顯示，特定條件下MOFs可存儲相當(dāng)于自身重量10%的氫氣，是傳統(tǒng)儲氫材料的3倍以上。這種性能優(yōu)勢源于其精密設(shè)計的孔道結(jié)構(gòu)——金屬節(jié)點與有機配體通過精確組合，形成類似微型倉庫的納米級空間，能夠高效捕獲并固定氫分子。

三位獲獎?wù)叩呢暙I各具特色：北川進推動了MOFs結(jié)構(gòu)多樣性的研究，羅布森開創(chuàng)了新型合成方法，而亞吉提出的"有機配體-金屬節(jié)點"設(shè)計理念則徹底改變了材料研發(fā)模式。這種跨學(xué)科合作將無機化學(xué)與有機化學(xué)深度融合，使材料設(shè)計從經(jīng)驗驅(qū)動轉(zhuǎn)向理性設(shè)計。2003年亞吉團隊發(fā)表的首篇MOFs開創(chuàng)性論文，為該領(lǐng)域奠定了理論基礎(chǔ)，但直到2020年儲氫應(yīng)用才取得實質(zhì)性突破。

盡管MOFs展現(xiàn)出革命性潛力，其商業(yè)化進程仍面臨重大挑戰(zhàn)。2010年美國能源部資助的儲氫項目因成本過高被迫終止，暴露出MOFs生產(chǎn)成本比傳統(tǒng)材料高3倍、穩(wěn)定性不足等問題。當(dāng)前實驗室條件下的10%儲氫密度尚無法滿足汽車工業(yè)要求的15%商業(yè)化標(biāo)準。對比豐田氫燃料電池汽車500公里續(xù)航的現(xiàn)有方案，其儲氫系統(tǒng)仍依賴高壓容器技術(shù)，MOFs的產(chǎn)業(yè)化道路依然漫長。

諾獎委員會的此次選擇具有特殊意義。MOFs研究在1990年代尚屬小眾領(lǐng)域，2000年代初才形成系統(tǒng)理論。這種"厚積薄發(fā)"的獲獎模式，延續(xù)了諾貝爾獎重視長期影響力的傳統(tǒng)。三位科學(xué)家的工作不僅創(chuàng)造了新型材料，更開創(chuàng)了跨學(xué)科研究范式——通過精準調(diào)控分子結(jié)構(gòu)實現(xiàn)特定功能，這種設(shè)計理念正在重塑材料科學(xué)的發(fā)展軌跡。

在碳中和成為全球共識的背景下，MOFs在氫能源存儲和碳捕獲領(lǐng)域的應(yīng)用前景備受關(guān)注。雖然當(dāng)前成本和穩(wěn)定性問題限制了其大規(guī)模應(yīng)用，但這種晶體材料已展現(xiàn)出改變能源格局的潛力。正如評獎委員會指出的："這不是簡單的材料改進，而是為能源革命提供了關(guān)鍵工具。"當(dāng)全球為能源轉(zhuǎn)型焦慮時，三位科學(xué)家的研究為氫氣經(jīng)濟提供了切實可行的技術(shù)路徑。