北京时间10月8日下午5时45分许,2025年诺贝尔化学奖揭晓。日本科学家Susumu Kitagawa、澳大利亚科学家Richard Robson和美国科学家Omar M. Yaghi获奖,以表彰他们“开发了金属有机框架 ”。
2025年的诺贝尔奖单项奖金为1100万瑞典克朗,与2024年持平,合人民币834.526万元。
Susumu Kitagawa,1951年出生于日本京都。1979年从日本京都大学获得博士学位。目前为日本京都大学教授。
Richard Robson,1937年出生于英国格拉斯本。1962年从英国牛津大学获得博士学位。目前为澳大利亚墨尔本大学教授。
Omar M. Yaghi,1965年出生于约旦安曼。1990年从美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校获得博士学位。目前为美国加州大学伯克利分校教授。
他们的分子结构包含了进行化学反应的空间
2025年诺贝尔化学奖得主创造了具有大空间的分子结构,气体和其他化学物质可以在其中流动。这些结构,金属有机框架,可用于从沙漠空气中收集水,捕获二氧化碳,储存有毒气体或催化化学反应。
Susumu Kitagawa,Richard Robson和Omar Yaghi被授予2025年诺贝尔化学奖。他们开发了一种新的分子结构。在他们的结构中,金属离子作为由长有机(碳基)分子连接的基石。金属离子和分子结合在一起,形成了包含大空洞的晶体。这些多孔材料被称为金属有机框架(MOF)。通过改变MOF中使用的构建块,化学家可以设计它们来捕获和存储特定的物质。MOF还可以驱动化学反应或导电。
“金属有机框架具有巨大的潜力,为具有新功能的定制材料带来了以前无法预见的机会,”诺贝尔化学委员会主席Heiner Linke说。
这一切开始于1989年,当时Richard Robson以一种新的方式测试了利用原子的固有特性。他将带正电的铜离子与一个四臂分子结合;它有一个化学基团被每条臂末端的铜离子吸引。
当它们结合在一起时,就形成了一个有序的、宽敞的晶体。它就像一颗镶嵌着无数空洞的钻石。
Robson立即意识到他的分子结构的潜力,但它不稳定,很容易坍塌。然而,Susumu Kitagawa和Omar Yaghi为这种建筑方法提供了坚实的基础;1992年至2003年间,他们分别取得了一系列革命性的发现。Kitagawa展示了气体可以从结构中进出,并预测MOF可以变得灵活。Yaghi创造了一个非常稳定的MOF,并表明它可以通过合理的设计进行修改,赋予它新的和理想的性能。
在这些获奖者的突破性发现之后,化学家们已经构建了成千上万种不同的MOF。其中一些可能有助于解决人类面临的一些最大挑战,包括从水中分离PFAS,分解环境中的药物痕迹,捕获二氧化碳或从沙漠空气中收集水。
过去10年诺贝尔化学奖得主名单
2024年——美国科学家David Baker获奖,获奖理由是“在计算蛋白质设计方面的贡献”;另外两位获奖者是英国科学家Demis Hassabis和John M. Jumper,获奖理由是“在蛋白质结构预测方面的贡献”。
2023年——美国科学家Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus和俄罗斯科学家Alexei I. Ekimov获奖,获奖理由是“对量子点的发现和合成”。
2022年——美国和丹麦3位科学家Carolyn R. Bertozzi、Morten Meldal和K. Barry Sharpless获奖,获奖理由是“在点击化学和生物正交化学方面的发展”。
2021年——德国和美国科学家Benjamin List和David W.C. MacMillan获奖,获奖理由是“在不对称有机催化方面的发展”。
2020年——法国和美国科学家Emmanuelle Charpentier、Jennifer A. Doudna获奖,获奖理由是“开发出一种基因组编辑方法”。
2019年——美国和日本3位科学家John B Goodenough、M. Stanley Whittlingham和Akira Yoshino获奖,获奖理由是“在锂离子电池的发展方面作出的贡献”。
2018年——美国科学家Frances H. Arnoid获奖,获奖理由是“研究酶的定向进化”;另外两位获奖者是美国的George P. Smith和英国的Sir Gregory P. Winter,获奖理由是“研究缩氨酸和抗体的噬菌体展示技术”。
2017年——瑞士、美国和英国3位科学家Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson获奖,获奖理由是“研发出冷冻电镜,用于溶液中生物分子结构的高分辨率测定”。
2016年——法国、美国、荷兰3位科学家Jean-Pierre Sauvage、J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa获奖,获奖理由是“分子机器的设计与合成”。
2015年——瑞典、美国、土耳其3位科学家Tomas Lindahl、Paul Modrich和Aziz Sancar获奖,获奖理由是“DNA修复的机制研究”。
诺贝尔化学奖小知识
——截至2024年,诺贝尔化学奖共颁发了116次,没有颁发的8年分别是1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942年。
——1901年至2024年,共197人次获奖,实际获奖个人为195人,因为英国科学家Frederick Sanger于1958年和1980年两次获奖,美国科学家Barry Sharpless于2001年和2022年两次获奖。
——116次颁奖中,63次为单独获奖者,25次为2人共享,28次为3人共享。
——最年轻的获奖者是法国科学家Frédéric Joliot,1935年因“合成新的放射性元素”与妻子Irène Joliot-Curie一起获奖,时年35岁。
——最年长的获奖者是美国科学家John B. Goodenough,2019年因“在锂离子电池的发展方面作出的贡献”获奖,时年97岁。他也是迄今为止所有诺奖得主中获奖时最年长的一位。
——195位诺贝尔化学奖得主中,有8位女性。分别是1911年的居里夫人(居里夫人另外还获得1903年的物理学奖)、1935年的Irène Joliot-Curie、1964年的Dorothy Crowfoot Hodgkin、2009年的Ada Yonath、2018年的Frances H. Arnold、2020年的Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna,以及2022年的Carolyn R. Bertozzi。其中,Marie Curie和Dorothy Crowfoot Hodgkin独享当年的化学奖。
——诺奖史上的“家庭”诺奖。
居里夫人家庭是历史上最成功的“诺奖家庭”。居里夫妇1903年共同获得诺贝尔物理学奖;居里夫人自己1911年又获得诺贝尔化学奖;居里夫妇的大女儿Irène Joliot-Curie,与丈夫Frédéric Joliot一起获得1935年的诺贝尔化学奖;居里夫妇的小女儿ève Curie,嫁给了Henry R. Labouisse,他在1965年代表联合国儿童基金会接受了当年的诺贝尔和平奖。
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