诺奖得主Omar Yaghi的“南大缘”：80年代在游效曾院士组访学，学生接力在此执教

上世纪80年代，还是博士研究生的奥马尔・亚吉（Omar Yaghi，2025 年诺贝尔化学奖得主）曾在南京大学配位化学国家重点实验室游效曾院士课题组学习配位化学。

南京大学游效曾院士与Omar Yaghi在扬州瘦西湖合影（图：南京大学化学化工学院）

最初，奥马尔・亚吉（Omar Yaghi）是分析化学出身，而南京大学配位化学研究水平颇高。在游效曾院士课题组，他学习了配位化学、晶体培养的知识。

南京大学李海连与Omar Yaghi在南大鼓楼校区合影（图：南京大学化学化工学院）

TOP小编了解到， 奥马尔・亚吉（Omar Yaghi）获得诺贝尔化学奖的两篇最经典的Nature论文都有南大校友（83本、87硕）李海连的贡献（分别为最后和第一作者），李海连在南大就读硕士研究生期间 （1987-1990） 的导师为游效曾院士。

南京大学李海连与Omar Yaghi合作发表的Nature论文

南京大学李海连与Omar Yaghi合作发表的Nature论文

值得注意的是，现任南京大学化学化工学院副教授马天琼与今年诺贝尔化学奖得主 Omar M.Yaghi 教授有着深厚的学术渊源—— 她曾在美国加州大学伯克利分校 Omar M.Yaghi 教授的课题组内，开展了将近 5 年的博士后研究工作。

10月8日下午，2025 年诺贝尔化学奖揭晓、Omar M.Yaghi 教授获此殊荣的消息传来，马天琼副教授难掩激动，第一时间便向自己的这位博士后导师发去了祝贺短信；待到晚上下班回到家，她还特意找出过往与导师的合影细细翻看，同时在朋友圈写下了满含感慨与感恩的文字，字里行间满是对导师获奖的由衷喜悦，也藏着这段跨越国界的学术师生情谊的温暖印记。

马天琼老师朋友圈截图

从沙漠取水到捕获碳：诺奖材料MOF如何改变世界？

北京时间8日17时45分，2025年度诺贝尔化学奖揭晓。今年化学奖授予北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉，获奖理由是“用于开发金属有机框架材料”。金属有机框架材料是什么？新华日报·交汇点记者邀请南京大学化学化工学院教授丁梦宁进行解读。

无中生有，分子建筑师的杰作

金属有机框架材料（MOF）到底是一种什么材料？为何会是诺奖级的突破？

“这是一种人工合成的材料，它的突破性，在于弥合了材料世界两大阵营的鸿沟。”丁梦宁科普道，在MOF出现之前，化学家的材料工具箱分为两大阵营，界限分明：一边是以碳原子为骨架的有机材料，柔韧易加工却难以形成规整孔道；另一边是结构有序的无机材料，坚硬稳定但种类有限，难以精准调控。

在过去，化学家们通常只是分别使用这两类材料，或者进行简单的物理混合。这就像一位建筑师，他要么用木头（有机材料）盖一座柔软的木屋，要么用砖石（无机材料）砌一座坚固的堡垒，但很难从分子层面将木头和砖石“化学键合”在一起，建造出一种兼具两者优点的全新建筑。

MOF用金属离子或金属团簇（来自无机世界）作为坚固的“关节”或“节点”，用有机连接分子（来自有机世界）作为定制的“连杆”或“支柱”，通过强大的配位键，像搭乐高积木一样，自下而上地组装成一个规整、稳定且内部充满空腔的三维框架结构。

丁梦宁表示，这种设计理念的革命性在于，它拥有了无机材料的“骨骼”：由金属节点构成的周期性框架，使MOF具备了晶体的刚性和稳定性，能形成长期存在的规整孔道。同时，它注入了有机材料的“灵魂”——有机连接体的引入，带来了近乎无穷的设计自由度，通过改变“连杆”的长度、形状和化学基团，可以像定制家具一样，精准调控孔道的大小、形状和内部的化学环境。

正如诺贝尔奖委员会所强调的，三位获奖者的贡献不仅在于创造了一类新材料，更在于开创了一个全新的研究领域，为化学家提供了解决全球性挑战的强大工具。

从搭建分子模型到空气里“榨”水

在诺奖的颁奖词中提到，MOF从沙漠空气中收集水，这非常引人注目。而这一神奇应用背后，是三位化学家共同掀起的材料革命。

这项突破始于1989年，理查德·罗布森率先探索原子特性的创新应用。他创造性地将带正电的铜离子与四臂状分子结合，形成了结构规整、充满无数空腔的晶体结构，宛如有无数空腔的钻石。罗布森立即意识到这种分子构造的潜力，但其稳定性不足且易坍塌。随后，北川进与奥马尔·亚吉在1992至2003年间分别取得关键突破：北川证实这类材料可以吸附气体，并预言MOF可具备柔韧特性，验证并拓展了MOF的功能。而亚吉则成功建构出高度稳定、高比表面的框架材料，并通过理性设计赋予材料崭新特性。

“他是MOF概念的正式提出者，并在此基础上建立了‘网状化学’的理论框架。”丁梦宁介绍。亚吉在1999年合成的MOF-5是一个革命性的突破，证明了这类材料可以同时具备高稳定性以及前所未有的高比表面积，就像一个内部被彻底掏空、布满了无数房间的摩天大楼，其内部表面积大得惊人（1克MOF-5的比表面积大约是3000平方米，相当于半个足球场的面积压缩到1克粉末里），这为大量吸附二氧化碳等小分子提供了物理基础。

亚吉后期致力于MOF的精准功能化。他通过对有机连接体和金属簇的精密设计，在MOF的孔道内壁“安装”了特定的亲水组分。这些基团与水分子产生恰到好处的相互作用——既能在夜晚牢牢抓住水分子，又不会抓得太紧，白天仅靠阳光的热量就能让水分子“挣脱”并释放出来。“吸得饱”又“吐得出”，让MOF“沙漠取水”的梦想，从一篇论文走向沙特的示范项目。

从实验室到市场：MOF的挑战与机遇

这种由金属离子与有机分子编织而成的“纳米海绵”，凭借其破纪录的比表面积与孔隙结构，能像智能捕手般精准吸附气体、锁住水分、捕获污染物。从防潮鞋盒到新能源汽车的储氢罐，从冰箱除味剂到工业废气处理，MOF正悄然重塑我们与环境的互动方式。

丁梦宁指出，尽管MOF的大规模工业化合成已在技术上实现，但其从实验室迈向广泛日常应用的核心瓶颈，在于找到那个在性能与成本上能全面超越现有成熟技术的“杀手级应用”。由于MOF复杂的结构导致其成本略高于传统多孔材料，他认为，其产业化突破将更可能发生在一些高附加值领域。

基于获奖者的开创性工作，全球化学家已构建出数万种功能各异的MOF材料，其中许多有望助力解决人类面临的重大挑战。

目前，MOF研究在国内外都是一个高度活跃的热点领域。南京大学化学化工学院依托其配位化学全国重点实验室的深厚积累，为功能MOF材料的研究提供了坚实基础。上世纪80年代，奥马尔·亚吉教授还是研究生的时候，曾经在配位化学国家重点实验室游效曾院士课题组学习过一段时间。游效曾院士课题组利用配合物构筑基块，首次组装了空间结构多样的三维配位聚合物和分子基型分子筛MOF材料。

近年来，南京大学左景林教授、袁帅教授等团队正专注于新型功能MOF材料（包括光电功能MOF材料、绿色催化MOF材料等）的合成。丁梦宁本人的研究是基于新型MOF半导体材料，设计并制造出高性能的微纳电子传感器件。在他看来，高端化学传感芯片，也高度契合我国在高端芯片领域寻求“弯道超车”的战略布局。

从罗布森的开创性工作算起，这场材料科学革命仅酝酿了36年。然而，MOF为化学家提供的这个“全新工具箱”，已然展现出驱动环境、健康与能源领域迈向变革的惊人潜力，成为解决特定问题的“王牌”。从赋能清洁能源的储氢罐，到守护生命健康的药物载体和传感芯片，这场由三位诺奖得主开创的“分子建筑”革命，正等待全球科学家共同构建更精彩的未来篇章。

（来源：TOP大学来了版权属原作者 谨致谢意）