10月8日，2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)揭曉，這一殊榮授予了在金屬有機(jī)框架（Metal Organic Framework, MOF）材料領(lǐng)域作出開創(chuàng)性貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家——北川進(jìn)（Susumu Kitagawa）?、理查德·羅布森（Richard Robson）?以及奧馬爾·M·亞吉（Omar M. Yaghi）。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)委員會(huì)主席海納·林克表示：“金屬有機(jī)框架具有巨大的潛力，為定制具有新功能的材料帶來(lái)了以前無(wú)法預(yù)見的機(jī)會(huì)。”

在科學(xué)界慶祝這一盛事的同時(shí)，粉體材料界的“朋友圈”也沸騰了。從粒度分析儀器廠商到納米材料研究者，紛紛分享他們與獲獎(jiǎng)科學(xué)家的合影與交流故事，展示著MOF領(lǐng)域與粉體產(chǎn)業(yè)界的深度連接。

北川進(jìn)、Richard Robson和Omar M.Yaghi 因MOF獲得2025年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

分子建筑的藝術(shù)：MOF是什么？

金屬有機(jī)框架，顧名思義，是一種由金屬離子和有機(jī)分子通過(guò)配位鍵自組裝形成的三維多孔晶體材料。它就像是化學(xué)家用“分子積木”拼搭成的微型建筑。在這種精心設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，金屬離子充當(dāng)“連接點(diǎn)”，有機(jī)分子則作為“支架”，共同構(gòu)筑起一個(gè)充滿規(guī)則孔洞的晶體框架。

MOF自組裝示意圖

MOF最引人注目的特點(diǎn)是其極高的孔隙率和巨大的比表面積。MOF晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)存在大量的孔道與空腔，孔隙率通常可高達(dá)50%至90%，能夠吸附或儲(chǔ)存大量分子。以一茶匙的MOF-5（約2克）為例，其內(nèi)部的展開面積約等于一個(gè)7000平方米的足球場(chǎng)。這種巨大的內(nèi)表面為氣體吸附、催化反應(yīng)等提供了海量的活性位點(diǎn)。

MOF的應(yīng)用前景

MOF的應(yīng)用前景廣闊，幾乎覆蓋了人類面臨的諸多重大挑戰(zhàn)。在環(huán)境修復(fù)方面，MOF可精準(zhǔn)吸附水中污染物，對(duì)重金屬離子截留率高達(dá)99.21%；在淡水獲取方面，MOF能從空氣中捕捉水蒸氣分子，釋放凝結(jié)成純凈水，為解決全球干旱地區(qū)的缺水問(wèn)題帶來(lái)了曙光；在能源儲(chǔ)存方面，能儲(chǔ)存和釋放大量氫氣、用作鋰電負(fù)極；在藥物遞送領(lǐng)域，可作為pH響應(yīng)型載體，大大提高藥物利用率。

粉體材料界的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

加工與成型：MOF材料大多數(shù)是以晶體粉末的形式被合成，微晶尺寸從納米到上百微米不等，單一的物理形態(tài)很難匹配所有應(yīng)用領(lǐng)域。MOF粉末的再加工也會(huì)對(duì)MOF的性能產(chǎn)生一定影響（孔洞堵塞、晶體結(jié)構(gòu)坍縮等）。目前開發(fā)了機(jī)械造粒、擠出成型、Pickering乳液法、3D打印等方法，將MOF材料進(jìn)一步加工為不同宏觀形態(tài)，以適用于實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)。

探究MOF微觀結(jié)構(gòu)：MOF材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)表征對(duì)于理解其功能和優(yōu)化其性能至關(guān)重要。大科學(xué)裝置如先進(jìn)光源、先進(jìn)中子源、核磁共振儀和電子顯微鏡等，提供了先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法，使研究者能夠深入探究MOF微觀結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其功能之間的關(guān)系。

粉體圈與MOF獲獎(jiǎng)?wù)叩慕患?/span>

在MOF獲獎(jiǎng)名單公布后，粉體材料界的“朋友圈”也沸騰了，紛紛分享他們與獲獎(jiǎng)科學(xué)家的合影與交流故事。

CEMIA粉體技術(shù)分會(huì)副理事長(zhǎng)、理化聯(lián)科總經(jīng)理?xiàng)钫t與Omar Yaghi博士2024年于2024年網(wǎng)格化學(xué)前沿論壇進(jìn)行了學(xué)習(xí)交流；貝士德柳劍峰總經(jīng)理于MOF2024國(guó)際會(huì)議與Omar Yaghi博士討論交流；貝士德團(tuán)隊(duì)與北川進(jìn)在Euro MOF2025開展交流探討，針對(duì)MOF及新型多孔材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究，提出了自動(dòng)循環(huán)測(cè)試解決方案；粉體圈特邀報(bào)告專家上海大學(xué)施利毅教授2019年至京都大學(xué)與北川進(jìn)討論交流；丹東百特儀器，研發(fā)的BeNano系列納米粒度及Zeta電位分析儀可為MOF載體的研發(fā)和質(zhì)控提供數(shù)據(jù)支持，幫助將基礎(chǔ)突破轉(zhuǎn)化為可控的材料與產(chǎn)品。

從粒度分析儀器廠商到納米材料研究者，粉體圈合作伙伴與MOF領(lǐng)域早已深度交流與合作，結(jié)下“不解之緣”。

CEMIA粉體技術(shù)分會(huì)副理事長(zhǎng)、理化聯(lián)科總經(jīng)理?xiàng)钫t與Omar Yaghi博士2024年合影

粉體圈合作伙伴：貝士德柳劍峰總經(jīng)理（左一）與諾獎(jiǎng)得主Omar Yaghi博士（中）合影

粉體圈合作伙伴：貝士德團(tuán)隊(duì)與北川進(jìn)在Euro MOF2025合影

粉體圈特邀報(bào)告專家：上海大學(xué)施利毅教授2019年至京都大學(xué)拜訪北川進(jìn)

2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)表彰的不僅僅是對(duì)MOF新材料的認(rèn)可，更是一個(gè)全新材料平臺(tái)的奠基。粉體是構(gòu)筑現(xiàn)代材料科學(xué)的基石，正以前所未有的深度與廣度，參與塑造從新能源、航空航天到電子信息的未來(lái)產(chǎn)業(yè)圖景，成為推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵力量。粉體圈作為行業(yè)連接的紐帶，誠(chéng)摯期盼與業(yè)界同仁攜手共進(jìn)，共享機(jī)遇，共同推動(dòng)粉體產(chǎn)業(yè)邁向更加輝煌的未來(lái)。

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