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．2025 年諾貝爾化學獎授予北川進、羅布森與亞基，表彰他們開創金屬有機骨架（MOFs）設計與合成，開啟可程式化多孔材料的新時代，推動能源、催化與環境的應用發展。
．北川進提出讓晶體像海綿「可以呼吸」的構想，證明固體也能吸放氣體；羅布森則是建立配位網路理論，展現如何像搭積木般設計晶體的結構；亞基則打造「網狀化學」理論，讓可預測、多孔的 MOFs 成為捕碳、儲能、淨水等環境與能源應用的超級材料。
．MOFs 以靈活組裝的孔洞結構，重新定義吸附、分離、催化與藥物運送等功能。儘管面臨穩定性、放大合成與應用設計挑戰，MOFs 的發展展現跨領域系統思維，從分子合成邁向結構工程。

諾貝爾化學獎落誰家？

今（2025）年諾貝爾化學獎分別由日本京都大學（Kyoto University）的北川進、澳洲墨爾本大學（The University of Melbourne）的理查．羅布森（Richard Robson）與美國加州大學柏克萊分校（University of California, Berkeley）的奧馬爾．亞基（Omar Yaghi）共同獲得。瑞典皇家科學院以開創金屬有機骨架（ Metal-Organic Frameworks, MOFs ）的設計與合成，建立多孔材料科學的新典範為授獎理由，表彰三人對化學結構設計與功能材料領域的深遠貢獻。這項榮譽不僅肯定了他們在分子層級架構控制上的開創性成果，更揭示了化學如何從傳統的分子研究，跨越至「可設計的空間」：透過金屬節點與有機配位基的精準連接，人類得以在奈米尺度上建構出前所未見的孔洞世界。這些具有高比表面積與可調孔隙的材料，現已廣泛應用於氣體儲存、碳捕捉、催化反應、水資源淨化與能源轉換等關鍵技術之中。今年的諾貝爾化學獎不僅回顧了 MOFs 誕生 30 年多來的發展歷程，也象徵著一個重要訊息：化學正進入「結構可程式化」（programmable）的新時代。從基礎研究走向實際應用，這場關於「設計孔洞」的革命，重新定義了材料科學的未來方向。

北川進 （1951 ～）
國籍｜日本
任職單位｜日本京都大學
研究領域｜多孔配位聚合物、金屬有機構造體 （Kyoto University）

理查. 羅布森 Richard Robson（1937 ～）
國籍｜澳洲
任職單位｜澳洲墨爾本大學
研究領域｜配位聚合物、金屬有機框架
（Paul Burston/University of Melbourne）

奧馬爾 . 亞基 Omar Yaghi（1965 ～）
國籍｜約旦
任職單位｜美國加州大學柏克萊分校
研究領域｜網狀化學、金屬有機框架
（Brittany Hosea-Small for UC Berkeley）

諾貝爾化學獎三位得主的學術旅程

北川進： 從配位化學到「可呼吸的材料」

京都大學教授北川進，被視為多孔配位聚合物（ porous coordination polymers, PCP）概念的奠基者之一。早在 1990 年代初期，他便提出「分子間可透氣的晶體」構想，證明固體也能像海綿一樣吸附並釋放氣體。北川進的研究不僅找出結構的可逆吸附行為（reversible adsorption）〔註〕，也開啟了對柔性晶體（flexible frameworks）與結構動力學（structural dynamics）的探索，使 MOFs 成為具「呼吸效應」（breathing effect）的智慧材料。

〔註〕分子可以進入材料的孔洞時被吸附，而在需要時又能被釋放出來，吸附與脫附可以反覆進行，且材料不會因此被破壞。

他的代表作之一是 [Cu(bdc)]n（bdc = benzene-1,4-dicarboxylate，bdc = 1,4- 苯二甲酸）系列結構，透過不同溶劑交換，可控制骨架形態與孔洞大小；此研究為後來的氣體分離與儲存技術奠定理論基礎，也在能源與環境領域展現巨大潛力。

羅布森：建立結構化學的骨架邏輯

來自澳洲墨爾本大學的羅布森，是 MOFs 結構設計思想的早期推動者。他在 1980 至 90 年代發展出以金屬節點（metal nodes）與有機配位基（organic linkers）為構築單元的「配位網路」（coordination networks）理論，首次確認可預測三維網狀結構的幾何模式。

羅布森的貢獻在於讓「結構設計」由經驗走向理性建構（reticular chemistry prototype），為後續亞基的 MOFs 理論提供明確的結構語言。他的研究成果顯示，只要掌握金屬配位數與配位基角度，就可以設計出具有規則拓撲（topology）的晶體架構，這一理念至今仍是 MOFs 與 COFs（covalent organic frameworks，共價有機骨架）設計的理論核心。

亞基：網狀化學的創始者

美國加州大學柏克萊分校教授亞基，是當代最具影響力的材料化學家之一 。 他在 1995 年發表的開創性研究中，首次以「金屬有機骨架」（Metal-Organic Frameworks, MOFs）一詞定義此類晶體，並建立了「網狀化學」（Reticular Chemistry）理論，強調以可重複構築單元（secondary building units,SBU）拼接出可預測的多孔結構。

亞基的團隊後續創造了知名系列，例如 MOF-5、ZIF-8、COF-1，它們的特點是高比表面積（> 6000m²/g）與可調孔徑。他將這些架構應用於二氧化碳捕獲、氫氣與甲烷儲存、催化、藥物釋放、水分吸附（atmospheric water harvesting） 等 領 域， 使MOFs 成為能源與環境材料研究的核心。他所創立的「 結 構 模 組 化 」（modular assembly） 概 念，讓化學進入「可設計」時代，研究者可如積木般設計孔洞形態與化學環境，從而實現功能性、反應性與選擇性的精確控制。

所以 MOFs 是什麼？分子世界的迷宮建築師

也因為有這三位學者的研究，當今我們走進科學實驗室時，會發現科學家不只在研究肉眼看得見的材料，也在嘗試用「分子」當積木，建造出具有特定功能的結構，這種分子建築的代表之一，就是MOFs 孔洞材料。MOFs 結合了無機金屬中心與有機配位基，形成三維網狀結構，因孔隙高度規則、比表面積（specific surface area, SSA）驚人（往往可達幾千平方公尺每克，相當於一片足球場面積大小濃縮到一克粉末之中）、化學修飾彈性極大等，而被譽為「分子級的海綿」。

而 MOFs 的化學結構像是一首由金屬與有機物合奏的交響曲，如果金屬節點像城市中的十字路口，那麼有機配位基（organic linkers）就是街道；不同設計方式能形成網格狀、放射狀或迷宮般的都市結構。……【更多內容請閱讀科學月刊第672期】