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諾貝爾化學獎頒給金屬有機骨架 專家：應用廣泛，從藥物治療到碳捕捉都具商業化前景

發稿時間：2025年10月8日

發稿單位：台灣科技媒體中心

今（2025）年的諾貝爾化學獎，由北川進 （Susumu Kitagawa）、理查・羅布森 （Richard Robson）和奧馬爾・M・亞基 （Omar M. Yaghi）獲得殊榮，以表彰他們發展了金屬有機骨架（Metal-organic frameworks, MOFs）。台灣科技媒體中心舉辦線上記者會，邀請四位化學家解析研究的重要性。專家皆指出，金屬有機骨架突破傳統孔洞材料，具有更強大的功能與廣泛的應用，三位得獎者實至名歸。

中央研究院化學研究所研究員兼副所長江明錫解釋，今年諾貝爾化學獎的三位得主，是因為他們創造出了一種立體分子結構，而且內部留有空間能讓更小的分子（含氣體和液體）進出。傳統上，金屬加一個配體會形成一個化學鍵，變成一個化合物。金屬有機骨架的基本概念則是，將金屬作為一個節點，配體就像一根棒子，如果兩邊可以接上金屬，分子結構就會從零維變成一維。如果再接上好幾個金屬和配體，整體結構就可以從線變成面，甚至是3D結構。此時分子結構內部就會形成孔洞。

江明錫說明，棒子的長短及柔軟度可以決定內部孔洞的大小，這個孔洞就可以有許多應用。化學家藉由調控金屬與配體，調整孔洞大小，讓金屬有機骨架可以接受新物質（如儲存）、進行化學反應（如催化），甚至再把新物質拿出來（如藥物傳遞），功用非常多。江明錫舉例，這個金屬有機骨架就像一個帶有無限多個奈米尺寸桶子的材料，可以藉由化學方式調整桶子的大小，有相當多種應用，這就是為什麼金屬有機骨架獲頒諾貝爾獎，大家認為早就該獲獎了。

國立中央大學化學系教授謝發坤表示，這個「桶子」就像海綿體，有很多孔洞，只是這些孔洞的大小都是奈米或更小等級。亞基把金屬有機骨架應用在吸附水，例如在沙漠環境下，可以抓取空氣中微量的水。金屬有機骨架也可以用在吸附氣體，例如北川將其應用在吸收二氧化碳與氫氣儲存上，同時在配體上設計不同的官能基，就可以捕捉特殊的氣體或應用在氣體分離。謝發坤說明，自己的研究領域是做酵素或藥物載體，因為金屬有機骨架具有孔洞，且具有良好的生物相容性，能在其中儲存酵素和藥物，送進人體後再透過某些機制釋放出來，在醫療上有很多發展前景。

國立清華大學化學系教授林嘉和說道，現今的能源利用已經從固體走到液體，未來會再進到氣體，怎麼樣的材料才能處理氣體呢？北川的研究成果證明金屬有機骨架最適合用來處理氣體。傳統的孔洞材料具有三大功能：分離、吸附、催化，金屬有機骨架在這些方面的效能表現更強大。林嘉和補充，過去的孔洞材料都是無機材料如活性碳或分子篩，而金屬有機骨架的有機材料具有更多變化與應用，未來工業化和商業化的機率非常高。

這三位諾貝爾獎中的其中兩位，與台灣都有淵源。除了在1989年發明這個立體分子結構的羅布森更為年長，另外兩位都仍然活躍於國際化學界。

謝發坤提到，與北川十分熟悉也很常接觸，十多年前就認識。除學術交流外，也曾談到亞洲人較少得到諾貝爾獎，那是因為諾貝爾獎重視0到1的突破，但亞洲人擅長做1到99的工作，雖然重要，但在理論上有所突破是未來共同努力的目標。林嘉和補充，當年的羅布森就是做出0到1這種貢獻的學者，以前大家都研究有機小分子，但當他在1989年合成出金屬有機骨架，就成了世界第一人。

林嘉和表示，今年三月在台灣舉辦的化學年會邀請北川來台灣演講，很有眼光，其實就是肯定北川的學術成就，也希望台灣能與國際接軌。台灣多所大學都有送研究生去北川在京都大學的實驗室學習，培養新一代的人才。

江明錫分享，亞基的研究讓人驚豔，因為結構簡單，但是沒想到這個簡單的結構卻有這麼廣泛的應用。亞基雖看起來嚴肅但十分隨和，而他的研究在氣體吸附、催化、水的吸收與利用上的貢獻，更在去年得了唐獎。

中研院院長廖俊智說道，北川和亞基都是熟識的人，上週五才與北川會面，亞基更是他在美國加州大學洛杉磯校區（UCLA）的同事。廖俊智描述，亞基來自巴勒斯坦，他的家園正在戰亂，但他除了研究也非常重視教育，在全世界各地設立研究中心。廖俊智舉例，特別是在東南亞，像亞基在越南等地培育年輕人才，對世界各地的科學發展有實質貢獻。

廖俊智進一步表示，北川和亞基的研究領域，前者用金屬有機骨架捕捉二氧化碳，後者則是捕捉水，都是應用價值極高的科技發展。且這三位得獎者在3、4年前就被視為熱門人選，2年前的國際會議就討論到這個領域應該會得獎，三人皆為公認的專家，此次得獎實至名歸。

2025諾貝爾化學獎官方新聞稿全文翻譯：https://smctw.tw/19087/