分子海绵技术获诺贝尔化学奖：净化水与储能应用

2025年诺贝尔化学奖授予具有净化水质与储能功能的分子海绵技术

三位科学家因开发"金属有机框架"（MOFs）共同获得2025年诺贝尔化学奖。这种多功能分子笼结构能够捕获污染物、储存能量，并可能实现体内靶向给药。

技术原理与应用领域

金属有机框架由金属离子与含碳有机分子连接构成，形成具有规则孔隙的晶体结构。这些孔隙尺寸均匀，可从小于1纳米到数纳米不等，使其能够吸附大量目标物质。

该技术目前已进入以下应用领域：

• 癌症放射治疗的临床试验
• 从水泥中捕获二氧化碳
• 促进氢气燃料生产
• 从干旱地区空气中提取水分
• 废水净化处理
• 去除环境中的全氟烷基物质（PFAS）
• 靶向药物递送系统

技术发展历程

墨尔本大学研究人员最早受碳原子形成钻石的四面体结构启发，将铜与腈类有机化合物混合，首次构建出MOFs结构。京都大学研究团队进一步开发出柔性框架结构，发现气体可在MOFs中自由进出。某机构的研究人员则通过组合不同金属离子与有机连接体，显著提升了材料稳定性。

实际应用案例

某大学研究团队开发的RiMO-301已进入临床试验阶段，在低剂量放疗前注入肿瘤，使42%原本对放疗无反应的患者产生积极响应。另一所大学的研究人员正开发能在吸附PFAS后发出荧光的MOFs，类似家用净水器的指示灯功能。

诺贝尔化学委员会成员指出，MOFs的吸附能力令人惊叹，堪比奇幻文学中能容纳远超外观体积的魔法容器。随着多项应用不断积累，这项技术已成熟至获得科学界最高荣誉的时机。