日英美3學者獲諾貝爾化學獎!廖俊智分享老同事研究 在乾沙漠的空氣中取水出來

【記者陳怡文/台北報導】2025年諾貝爾化學獎今揭曉,頒給了日本京都大學教授北川進(Susumu Kitagawa)、澳洲墨爾本大學教授理查德・羅布森(Richard Robson),以及美國加州大學柏克萊分校教授奧馬爾・M・亞吉(Omar M. Yaghi)三位學者,表彰他們在金屬有機骨架(Metal-Organic Frameworks, MOF)發展上的開創性貢獻,專家比喻,MOF就是孔洞有秩序的海綿,在沙漠集水、二氧化碳捕獲、氫氣儲存,甚至藥物載體等領域有強大潛力,中央研究院院長廖俊智分享,UCLA多年同事奧馬爾・M・亞基,曾經與學生做過MOF材料,可以在很乾的沙漠裡,從空氣中取水出來,所以人可以不用帶水到沙漠去,從非常乾的空氣中取出很純凈的水。
2025年諾貝爾化學獎出爐,北川進(Susumu Kitagawa)、英國學者羅布森 (Richard Robson)和約旦裔美國化學家亞吉(Omar M. Yaghi)共同獲得今年化學獎。3人將平分1100萬瑞典克朗(約3567.5萬元台幣)獎金。台灣科技媒體中心(SMC)今(10/8)舉辦線上解析記者會。
中央研究院化學研究所研究員兼副所長江明錫解釋,金屬有機骨架(MOF)基本概念,化學上很重視「間接」的概念,所以傳統上,一個金屬加一個配體形成一個棒子,而棒子兩邊接金屬時,會從零維結構變成二維或線狀,若連接多個,就可從線變成面,甚至可以進入3D結構,而因為配體的長短,中間會產生空洞,空洞可以被運用後獲得好處,等於化學家借由調控金屬、配體等位置,將一些物質分子塞到這些孔洞內,甚至強力黏在上面做反應,接受一些新的物質,並透過其他方式讓其吐出來。
江明錫直言,就像是一個桶子藉由很多化學的方式,去調控這個桶子的大小,就可以做非常多儲存的功用,甚至在這個空間裡做很多反應,這就是今天金屬有機骨架為什麽這麽的重要,多年來大家都認為這項化學研究早就應該要獲得諾貝爾獎。

此發明的應用可能性上,國立中央大學化學系教授謝發坤分享,講白了,這個桶子就長得像一個孔洞有秩序的海綿,但顆粒是納米等級,用放大鏡就可看到有很多孔洞,為什麼會得獎,奧馬爾・M・亞基常應用在吸水,比如在比較乾燥的沙漠裡,要生存而攜帶此材料,一個晚上以後,即便濕度低的環境下也可以把水抓起來,再利用方式,將水擠出來,很有應用的前景。另外,它可以吸附一些氣體,如二氧化碳,也可以分離氣體,甚至可以做一些氫的儲存,對未來氫能轉化很有前景。
謝發坤實驗室偏向藥物載體或將酵素放在孔洞中,讓反應物可以進去,而且容易回收;藥物釋放上,利用這種海綿性質的納米等級金屬,送到人體中透過某些機制可以將藥物釋放出來,也是在醫療應用上有強大的潛力。
國立清華大學化學系教授林嘉和表示,應用上他順從北川進講法,我們的能源已經從固體走到液體,現在跟未來已經會走向氣體類的能源時代,怎麽樣才能處理好這個氣體類、離子類能源,什麼樣的新材料才能去處理氣體跟離子,按照北川進及奧馬爾・M・亞基的研究,MOF最適合處理新能源氣體之類的物質。
MOF就是新的孔洞材料,科學上有三大應用,分離、吸附跟催化,都展現的比以往的孔洞材料更好的性能,為什麽會拿諾貝爾獎,是因為它的組成從以往叫做無機的孔洞,如活性炭、分子篩、金屬氧化物等無機類,而它加入有機,包含物理、化學等性質,其變化性更豐富廣泛,且看起來要離真正未來工業化跟商業化的機率蠻高的。

謝發坤也分享與北川進的點滴,北川進今年台灣化學會受到林嘉和老師邀約,來到台灣參訪中央大學,帶去桃園附近的角板山逛逛,他蠻隨和的,謝介紹他吃雲南菜、客家料理,他什麽菜都能接受,討論一個問題「為什麽亞洲得化學獎的人比較少」,但其實日本人蠻多,得出亞洲人一些觀點比較適合1至99的工作,0到1的突破比較少,而北川進就是做0到1的突破,把一些有機、無機結合在一起形成一個多維的孔洞材料,台灣未來要走0到1的突破,而不是一直做1到99,雖然也有優點,但0到1是諾貝爾獎比較在乎的,新的想法、方式、概念,謝也說,跟北川進年紀相差20至30歲,卻走的很快,謝也曾去拜訪他,未來中央大學團隊想利用他的材料做輕吸附,想請他幫助指導,但他現在得諾貝爾獎就比較困難一點。
邀請北川進來台灣的林嘉和強調,化學會有眼光,希望台灣跟國際接軌,就建議在最重要的化學年會,去請一些國際級的諾貝爾獎得主或是有機會得諾貝爾獎得主,林做過這個領域,認為北川進教授有可能得獎就邀請了,今年3月就來演講,這次的成本很便宜,大概十幾萬就解決了,以後可能就是百萬等級才有辦法請到諾貝爾奬得主來。
林嘉和說,台灣各個地方的學校都有送很多學生到京都大學,很榮幸他得獎,這樣我們台灣學生也算有跟諾貝爾獎得主學習過,北川進先生算是對我們台灣很nice,但得了獎後不知道合作會不會有變,現在手上還有一個要跟他一起合作研究的論文,不知道北川進有沒有空理我。
江明錫也說,奧馬爾‧M‧亞基讓我非常驚艷的教授,最早形成MOF時,大家不太會想到很簡單卻又驚艷的結果,我在美國特別去聽他的演講,原本覺得很嚴肅,但其實很隨和,他將近20年前就一直在想材料生成後的應用性,發現越來越廣,從剛開始的氣體吸附、做催化,甚至水的吸收,這就是去年唐獎第六屆「永續發展獎」得主。

中央研究院院長廖俊智分享,上週五才在京都大學見到北川進,雙方一起吃中飯,對方也來聽我的演講,奧馬爾・M・亞基是UCLA同事好幾年,是巴勒斯坦人,現在他的家園面臨很大的戰亂,對他的沖擊非同小可,跟他同事多年的期間,我認為他對教育是非常重視的,除了教育自己的學生之外,也在全世界各地設立這個研究,特別專注在東南亞,例如越南等。
廖俊智強調,北川進把MOF用在二氧化碳的捕捉方面,而奧馬爾・M・亞基是把它用在水的捕捉,他曾經與學生做過MOF材料,可以在很乾的沙漠裡,從空氣中取水出來,所以人可以不用帶水到沙漠去,從非常乾的空氣中取出很純凈的水,借以為生,這是蠻神奇的一個應用。
理查‧羅布森比較年長,林嘉和表示,貢獻就是從0到1,在化學界做小分子為主,突然有一天,羅伯森教授在1989年發表他做出MOF結構化合物,他是第一個把它合成出來的,因為很久了,有時候我們化學界都會忘記他,但是諾貝爾獎學會沒有忘記他。
