剛剛，2025年諾貝爾化學(xué)獎揭曉！日本再次折桂諾獎桂冠

導(dǎo)讀

2025年諾貝爾化學(xué)獎剛剛宣布，三位諾獎得主創(chuàng)造了一種具有巨大空間的分子結(jié)構(gòu)，氣體和其他化學(xué)物質(zhì)可以在其中流動。

這些被稱為金屬有機(jī)骨架的結(jié)構(gòu)可用于從沙漠空氣中獲取水分、捕獲二氧化碳、儲存有毒氣體或催化化學(xué)反應(yīng)。

值得一提的是，日本京都大學(xué)教授北川進(jìn)再折諾獎桂冠，這是今年第二位日本學(xué)者獲獎。

2025年諾貝爾化學(xué)獎得主

常春藤、林巖 | 撰寫

2025年諾貝爾化學(xué)獎剛剛揭曉，三位學(xué)者獲獎，以表彰 他們在金屬-有機(jī)框架結(jié)構(gòu)領(lǐng)域做出的突出貢獻(xiàn)。

三位學(xué)者分別為：

北川進(jìn)，1951年出生于日本京都。1979年獲得日本京都大學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)任日本京都大學(xué)教授。

理查德·羅布森，1937年出生于英國格勒斯本。1962年獲英國牛津大學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)為澳大利亞墨爾本大學(xué)教授。

奧馬爾·M·亞吉，1965年出生于約旦安曼。1990年獲得美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校博士學(xué)位。現(xiàn)為美國加州大學(xué)伯克利分校教授。

01

2025年化學(xué)獎科學(xué)解讀

北川進(jìn)（Susumu Kitagawa）、理查德·羅布森（Richard Robson）和奧馬爾·亞吉（Omar Yaghi）榮獲2025年諾貝爾化學(xué)獎，他們開發(fā)了一種新型分子結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，金屬離子作為基石，由長有機(jī)（碳基）分子連接。金屬離子和分子共同排列形成含有大空腔的晶體。

這些多孔材料被稱為金屬有機(jī)骨架（MOF）。通過改變MOF中使用的基本單元，化學(xué)家可以設(shè)計它們來捕獲和儲存特定物質(zhì)。MOF還可以驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)或?qū)щ姟?/p>

諾貝爾化學(xué)獎委員會主席海納·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了以前無法預(yù)見的機(jī)會。”

一切始于1989年，當(dāng)時理查德·羅布森（Richard Robson）嘗試以一種新的方式利用原子的固有屬性。他將帶正電的銅離子與一個四臂分子結(jié)合在一起；這個分子的每個臂末端都有一個化學(xué)基團(tuán)，可以吸引銅離子。

當(dāng)它們結(jié)合在一起時，便凝聚成了一個秩序井然、空曠無比的晶體，就像一顆充滿了無數(shù)空洞的鉆石。

羅布森立即意識到了他所構(gòu)建的分子結(jié)構(gòu)的潛力，但它不穩(wěn)定，容易坍塌。然而，北川進(jìn)（Susumu Kitagawa）和奧馬爾·亞吉（Omar Yaghi）為這種構(gòu)建方法奠定了堅實的基礎(chǔ)；在1992年至2003年間，他們分別取得了一系列革命性的發(fā)現(xiàn)。北川證明了氣體可以流入和流出這種結(jié)構(gòu)，并預(yù)測MOF可以實現(xiàn)柔性。亞吉創(chuàng)造了一種非常穩(wěn)定的MOF，并證明可以通過合理的設(shè)計對其進(jìn)行修改，從而賦予其全新且理想的性能。

繼兩位獲獎?wù)叩耐黄菩园l(fā)現(xiàn)之后，化學(xué)家們構(gòu)建了數(shù)以萬計的不同MOF。其中一些可能有助于解決人類面臨的一些重大挑戰(zhàn)，其應(yīng)用范圍包括從水中分離PFAS、分解環(huán)境中的痕量藥物、捕獲二氧化碳或從沙漠空氣中獲取水。

02

近6年獲獎情況回顧

· 2024年

獲獎?wù)呓榻B：

DeepMind創(chuàng)始人戴米斯·哈薩比斯（Demis Hassabis）、資深成員約翰·賈伯（John Jumper），以及盛頓大學(xué)教授David Baker。

獲獎理由：

表彰他們在蛋白結(jié)構(gòu)設(shè)計和預(yù)測方面的貢獻(xiàn)。

· 2023年

獲獎?wù)呓榻B：

美國劍橋麻省理工學(xué)院的Moungi G. Bawendi，美國量子晶體科技公司的Alexei I. Ekimov和美國紐約哥倫比亞大學(xué)的Louis E. Brus。

獲獎理由：

表彰他們在納米技術(shù)領(lǐng)域取得的成就。

· 2022年

獲獎?wù)呓榻B：

Carolyn R. Bertozzi、Morten Meldal和以及 Barry Sharpless

獲獎理由：

表彰他們在“生物正交化學(xué)/點擊化學(xué)研究領(lǐng)域”的貢獻(xiàn)。

· 2021年

本杰明·利斯特（Benjamin List）和大衛(wèi)·麥克米倫（David W.C. MacMillan）

獲獎?wù)呓榻B：

德國化學(xué)家本杰明·利斯特（Benjamin List）和英國化學(xué)家大衛(wèi)·麥克米倫（David W.C. MacMillan）。

獲獎理由：

表彰他們在“不對稱有機(jī)催化方法的貢獻(xiàn)。” 在新藥的研發(fā)和制造上有極為重要的應(yīng)用價值。

· 2020年

埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）

獲獎?wù)呓榻B：

埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）

獲獎理由：

因開發(fā)了精準(zhǔn)基因編輯技術(shù)CRISPR。

· 2019年

約翰·古迪納夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）

獲獎?wù)呓榻B：

約翰·古迪納夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）

獲獎理由：

表彰他們在鋰離子電池發(fā)展上所做的工作。

03

諾貝爾化學(xué)獎的歷史

諾貝爾化學(xué)獎旨在獎勵在化學(xué)領(lǐng)域作出最重要發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的科學(xué)家，被認(rèn)為是在化學(xué)領(lǐng)域能夠取得的最高榮譽(yù)。諾貝爾化學(xué)獎每年評選和頒發(fā)一次，其中有8年因故停發(fā)（1916、1917、1919、1924、1933、1940—1942年）。

截至2021年，諾貝爾化學(xué)獎共頒發(fā)113次，有187人獲獎，唯一一位兩次獲得諾貝爾化學(xué)獎的是弗雷德里克·桑格（Frederick Sanger, 分別在1958年和1980年獲獎）。

諾貝爾化學(xué)獎一共有七位女性諾獎得主，她們分別為：瑪麗·居里（Marie Curie, 1911年獲獎），伊倫·約里奧-居里（Irène Joliot-Curie, 1935年獲獎），多蘿西·克勞福特·霍奇金（Dorothy Crowfoot Hodgkin, 1964年獲獎），阿達(dá)·約納特（Ada Yonath, 2009年獲獎），弗朗西斯·阿諾德（Frances H. Arnold, 2018年獲獎），埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷（Emmanuelle Charpentier, 2020年獲獎），珍妮弗·杜德納（Jennifer A. Doudna, 2020年獲獎）。

最年輕的諾貝爾化學(xué)獎得主是讓·弗雷德里克·約里奧·居里（Frédéric Joliot, 1935年獲獎），獲獎時年僅35歲；最年長的諾貝爾化學(xué)獎得主是約翰·古迪納夫（John B. Goodenough, 2019年獲獎），獲獎時已經(jīng)97歲。

諾貝爾化學(xué)獎的甄選委員會通常在每年10月上旬公布得主。

04

化學(xué)獎得主的提名和評選

諾貝爾化學(xué)獎的提名只能通過委員會的邀請獲得，被提名人的姓名和有關(guān)提名的其他信息要到50年后才能透露。

提名和甄選程序

諾貝爾化學(xué)委員會 向有能力和資格提名的人發(fā)送機(jī)密表格。

合格的提名人要求

根據(jù)法規(guī)，提交諾貝爾化學(xué)獎提名書的權(quán)利應(yīng)由以下各方享有：

1.瑞典皇家科學(xué)院的瑞典和外國成員;

2.諾貝爾化學(xué)和物理委員會成員;

3.諾貝爾化學(xué)和物理學(xué)獎獲得者;

4.瑞典、丹麥、芬蘭、冰島和挪威的大學(xué)和技術(shù)研究所以及斯德哥爾摩卡羅林斯卡學(xué)院化學(xué)科學(xué)系的常任教授;

5.在科學(xué)院選擇的至少六所大學(xué)或大學(xué)學(xué)院中擔(dān)任相應(yīng)的教席，以確保在不同國家及其學(xué)習(xí)中心的適當(dāng)分配;

6.學(xué)院可能認(rèn)為合適的其他科學(xué)家邀請他們提出建議。

諾貝爾獎獲得者的評選

瑞典皇家科學(xué)院負(fù)責(zé)從諾貝爾化學(xué)委員會推薦的候選人中選出諾貝爾化學(xué)獎獲得者。諾貝爾委員會是篩選提名人和選擇最終候選人的工作機(jī)構(gòu)，它由五名成員組成，但多年來，委員會也擁有與成員具有相同投票權(quán)的兼職成員。

誰有資格獲得諾貝爾化學(xué)獎？

有資格獲得化學(xué)獎的候選人，是由獲得諾貝爾委員會邀請、提交姓名以供考慮的被提名人士，需要注意的是，沒有人有提名自己的資格。

參考資料

1.NobelPrize.org

2.The Royal Swedish Academy of Sciences - NobelPrize.org

3.The Nobel Prize in Chemistry 2021 - NobelPrize.org

Deep Science預(yù)印本