当地时间10月8日,瑞典皇家科学院决定将2025年诺贝尔化学奖授予北川进(Susumu Kitagawa)、理查德·罗布森(Richard Robson)以及奥马尔·M·亚吉(Omar M. Yaghi)3位科学家。
他们创造的“分子积木”结构——金属有机框架(也称“金属有机骨架”)——极大革新了人类对多孔材料的认知和应用,为解决能源、环境和水资源挑战提供了全新的思路。他们将平分1100万瑞典克朗(约合836万元人民币)奖金。
把金属离子和有机分子“搭建”起来
什么是金属-有机框架材料(MOF)?
可以把MOF想象成一种分子级别的“积木”或者“蜂窝”结构,其由两大类物质构成:金属离子或簇,通常充当整个结构中的“节点”;而有机连接分子,则相当于结构中的“连接器”。
这些“积木”通过强大的化学键自组装,形成具有规则且巨大空腔的晶体框架结构。它具备“超级海绵”一般的特性,说得形象一点,只要取一汤匙的MOF,其内部表面积展开后足以覆盖多个标准足球场。
这些海量的内部空间和纳米级别的孔道,使MOF能够高效地“吸附”或“容纳”其他分子。因此,MOF在水收集与净化、气体存储与分离、催化等领域都有很高的应用潜力。
获奖的3位科学家从不同层面共同构筑了MOF大厦的基石——
早在1989年,理查德·罗布森就提出,可以通过精心选择金属和有机分子的几何形状,来预测和设计出具有特定拓扑结构的晶体材料。这为理性合成MOF提供了最重要的理论蓝图。
1995年,奥马尔·M·亚吉团队成功合成了这类材料,并首次将其命名为“金属有机框架”。他发展的“网状化学”将这种设计理念系统化,并于1999年合成了里程碑式的材料MOF-5,证明了MOF可以拥有极高的孔隙率和稳定性,引发了该领域的研究热潮。
1997年,北川进率先发现并证明了这类材料具有可逆吸附气体分子的功能,提出了“多孔配位聚合物”的概念,将MOF从“美丽的结构”推向了“有用的材料”。
3人共享诺贝尔奖越来越普遍
2025年的诺贝尔奖中,生理学或医学奖、物理学奖、化学奖分别都授予3位科学家。在每个奖项中,3位获奖者都将平分1100万瑞典克朗(约合836万元人民币)奖金。
从长期趋势来看,诺贝尔奖由一人独享的情况正在减少,而由两人或三人共享的情况变得越来越普遍。这反映了现代科学研究越来越依赖于团队合作和国际合作。
在历史上,生理学或医学奖授予多人的情况非常常见,约65%的奖项由2至3人共享;物理学奖授予3人的情况也比较常见;而化学奖则有些不同,历史上55%的奖项仅授予1人。
值得一提的是,在诺奖历史上,3人同时获奖并不一定意味着奖金按三等分发放。
诺贝尔奖的奖金分配主要遵循“按贡献定份额”的原则。当奖项同时表彰两个独立的研究成果时,奖金会先在这两个成果间平分。如果一个成果由1人完成,另一个由2人或3人合作完成,就会自然形成“一半”和“两个四分之一”或其他非平均的分配比例。
2015年诺贝尔生理学或医学奖就是一个例子。当年,屠呦呦因其在疟疾治疗领域的独立杰出贡献获得了总额的一半,而威廉·坎贝尔和大村智因在寄生虫病治疗上的共同成就共享了另一半奖金。
距离我们比较近的一个例子是,2021年诺贝尔物理学奖授予真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼和乔治·帕里西,其中,乔治·帕里西因为“发现无序材料中的隐藏规律”而独享一半奖金,其他2人则平分另一半奖金。
南方+记者 钟哲