星期二, 14 10 月

2025年諾貝爾化學獎揭曉 獲獎者來自這3個國家

北京時間10月8日下午5時45分許,2025年諾貝爾化學獎揭曉。日本科學家Susumu Kitagawa、澳大利亞科學家Richard Robson和美國科學家Omar M. Yaghi獲獎,以表彰他們「開發了金屬有機框架 」。

2025年的諾貝爾獎單項獎金為1100萬瑞典克朗,與2024年持平,合人民幣834.526萬元。

Susumu Kitagawa,1951年出生於日本京都。1979年從日本京都大學獲得博士學位。目前為日本京都大學教授。

Richard Robson,1937年出生於英國格拉斯本。1962年從英國牛津大學獲得博士學位。目前為澳大利亞墨爾本大學教授。

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Omar M. Yaghi,1965年出生於約旦安曼。1990年從美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校獲得博士學位。目前為美國加州大學伯克利分校教授。

他們的分子結構包含了進行化學反應的空間

2025年諾貝爾化學獎得主創造了具有大空間的分子結構,氣體和其他化學物質可以在其中流動。這些結構,金屬有機框架,可用於從沙漠空氣中收集水,捕獲二氧化碳,儲存有毒氣體或催化化學反應。

Susumu Kitagawa,Richard Robson和Omar Yaghi被授予2025年諾貝爾化學獎。他們開發了一種新的分子結構。在他們的結構中,金屬離子作為由長有機(碳基)分子連接的基石。金屬離子和分子結合在一起,形成了包含大空洞的晶體。這些多孔材料被稱為金屬有機框架(MOF)。通過改變MOF中使用的構建塊,化學家可以設計它們來捕獲和存儲特定的物質。MOF還可以驅動化學反應或導電。

2025年諾貝爾化學獎揭曉 獲獎者來自這3個國家

「金屬有機框架具有巨大的潛力,為具有新功能的定製材料帶來了以前無法預見的機會,」諾貝爾化學委員會主席Heiner Linke說。

這一切開始於1989年,當時Richard Robson以一種新的方式測試了利用原子的固有特性。他將帶正電的銅離子與一個四臂分子結合;它有一個化學基團被每條臂末端的銅離子吸引。

當它們結合在一起時,就形成了一個有序的、寬敞的晶體。它就像一顆鑲嵌著無數空洞的鑽石。

Robson立即意識到他的分子結構的潛力,但它不穩定,很容易坍塌。然而,Susumu Kitagawa和Omar Yaghi為這種建築方法提供了堅實的基礎;1992年至2003年間,他們分別取得了一系列革命性的發現。Kitagawa展示了氣體可以從結構中進出,並預測MOF可以變得靈活。Yaghi創造了一個非常穩定的MOF,並表明它可以通過合理的設計進行修改,賦予它新的和理想的性能。

在這些獲獎者的突破性發現之後,化學家們已經構建了成千上萬種不同的MOF。其中一些可能有助於解決人類面臨的一些最大挑戰,包括從水中分離PFAS,分解環境中的藥物痕迹,捕獲二氧化碳或從沙漠空氣中收集水。

過去10年諾貝爾化學獎得主名單

2024年——美國科學家David Baker獲獎,獲獎理由是「在計算蛋白質設計方面的貢獻」;另外兩位獲獎者是英國科學家Demis Hassabis和John M. Jumper,獲獎理由是「在蛋白質結構預測方面的貢獻」。

2023年——美國科學家Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus和俄羅斯科學家Alexei I. Ekimov獲獎,獲獎理由是「對量子點的發現和合成」。

2022年——美國和丹麥3位科學家Carolyn R. Bertozzi、Morten Meldal和K. Barry Sharpless獲獎,獲獎理由是「在點擊化學和生物正交化學方面的發展」。

2021年——德國和美國科學家Benjamin List和David W.C. MacMillan獲獎,獲獎理由是「在不對稱有機催化方面的發展」。

2020年——法國和美國科學家Emmanuelle Charpentier、Jennifer A. Doudna獲獎,獲獎理由是「開發出一種基因組編輯方法」。

2019年——美國和日本3位科學家John B Goodenough、M. Stanley Whittlingham和Akira Yoshino獲獎,獲獎理由是「在鋰離子電池的發展方面作出的貢獻」。

2018年——美國科學家Frances H. Arnoid獲獎,獲獎理由是「研究酶的定向進化」;另外兩位獲獎者是美國的George P. Smith和英國的Sir Gregory P. Winter,獲獎理由是「研究縮氨酸和抗體的噬菌體展示技術」。

2017年——瑞士、美國和英國3位科學家Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson獲獎,獲獎理由是「研發出冷凍電鏡,用於溶液中生物分子結構的高解析度測定」。

2016年——法國、美國、荷蘭3位科學家Jean-Pierre Sauvage、J. Fraser Stoddart和Bernard L. Feringa獲獎,獲獎理由是「分子機器的設計與合成」。

2015年——瑞典、美國、土耳其3位科學家Tomas Lindahl、Paul Modrich和Aziz Sancar獲獎,獲獎理由是「DNA修復的機制研究」。

諾貝爾化學獎小知識

——截至2024年,諾貝爾化學獎共頒發了116次,沒有頒發的8年分別是1916、1917、1919、1924、1933、1940、1941和1942年。

——1901年至2024年,共197人次獲獎,實際獲獎個人為195人,因為英國科學家Frederick Sanger於1958年和1980年兩次獲獎,美國科學家Barry Sharpless於2001年和2022年兩次獲獎。

——116次頒獎中,63次為單獨獲獎者,25次為2人共享,28次為3人共享。

——最年輕的獲獎者是法國科學家Frédéric Joliot,1935年因「合成新的放射性元素」與妻子Irène Joliot-Curie一起獲獎,時年35歲。

——最年長的獲獎者是美國科學家John B. Goodenough,2019年因「在鋰離子電池的發展方面作出的貢獻」獲獎,時年97歲。他也是迄今為止所有諾獎得主中獲獎時最年長的一位。

——195位諾貝爾化學獎得主中,有8位女性。分別是1911年的居里夫人(居里夫人另外還獲得1903年的物理學獎)、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獨享當年的化學獎。

——諾獎史上的「家庭」諾獎。

居里夫人家庭是歷史上最成功的「諾獎家庭」。居里夫婦1903年共同獲得諾貝爾物理學獎;居里夫人自己1911年又獲得諾貝爾化學獎;居里夫婦的大女兒Irène Joliot-Curie,與丈夫Frédéric Joliot一起獲得1935年的諾貝爾化學獎;居里夫婦的小女兒ève Curie,嫁給了Henry R. Labouisse,他在1965年代表聯合國兒童基金會接受了當年的諾貝爾和平獎。

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