MOF 這個冷門小眾的專業(yè)術(shù)語一夜之間被人熟知。這個“金屬有機(jī)框架”為何值得這個獎項(xiàng)？在中國，這門技術(shù)的“商業(yè)落地”價值有多大？
什么是 MOF？
金屬有機(jī)框架材料，是一種由金屬離子（或金屬簇）作為節(jié)點(diǎn)、有機(jī)配體（通常含羧基、氨基等）作為連接體，通過配位化學(xué)構(gòu)建出具有穩(wěn)定、多孔、可調(diào)結(jié)構(gòu)的三維晶體網(wǎng)絡(luò)。
其核心特征有三點(diǎn)：
可設(shè)計孔隙性：MOF 內(nèi)部常帶有規(guī)則的孔道和空腔，其比表面積可以極高，有的幾克“粉末”內(nèi)部表面積可達(dá)足球場級別。
柔性或“呼吸性”結(jié)構(gòu)：部分 MOF 在吸附或脫附分子時會結(jié)構(gòu)“張合”變形（稱為 breathing behavior），這一特性被北川進(jìn)等人首先證實(shí)。
多功能可改性：我們可以通過選金屬節(jié)點(diǎn)、有機(jī)配體、輔助基團(tuán)修飾等手段賦予 MOF 吸附、催化、離子或電子傳輸?shù)裙δ堋?/span>
Richard Robson 最早在概念上設(shè)想把金屬–配體組合成有序結(jié)構(gòu)（如“分子鉆石”結(jié)構(gòu)）。北川進(jìn)推進(jìn)可逆氣體進(jìn)入/釋放特性、并挑戰(zhàn)柔性結(jié)構(gòu)理論。亞吉則將 MOF 的可設(shè)計、可穩(wěn)定化方向推進(jìn)得更系統(tǒng)。
相比傳統(tǒng)多孔材料（如沸石、活性炭、硅膠等），MOF 帶來的革新在于“精密設(shè)計”和“功能整合”——你可以為目標(biāo)分子量身定一個孔徑、化學(xué)環(huán)境甚至催化活性位點(diǎn)。
MOF 如何走向?qū)嵱茫?/span>
在過去多年里，很多實(shí)驗(yàn)室里表現(xiàn)優(yōu)異的 MOF，一旦置于濕氣、水、規(guī)模化合成中，就易崩解、成本升高、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
得獎當(dāng)下，MOF 仍以研究為主，但最新動向已明確指向?qū)嵱没c跨界整合。
最新報道指出，澳大利亞莫納什大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用 MOF 構(gòu)建納米級流體芯片——這種器件不僅可調(diào)控離子傳輸，還能表現(xiàn)出“憶阻”“閾控”等非線性行為，具備類神經(jīng)元的“短期記憶”功能。
這種 MOF 基納米流控器件（稱為 h-MOFNT）在極薄層級就實(shí)現(xiàn)了電壓-電流非線性響應(yīng)、過渡效應(yīng)、滯后環(huán)路——表現(xiàn)出類似電子器件的行為。
若這種路線成熟，MOF 不再只是“儲氣、吸附”的材料，而可能插入信息芯片賽道，與傳統(tǒng)電子元件形成互補(bǔ)。
MOF 的研究者長期關(guān)注的應(yīng)用包括：
- 氣體捕獲與儲存：如氫氣、甲烷、二氧化碳（CO?）捕集
- 水/溶劑吸附與分離：包括水捕獲、毒物分離、環(huán)境修復(fù)
- 催化與傳感：借助 MOF 中的活性位點(diǎn)進(jìn)行催化反應(yīng)或作為傳感器
- 電化學(xué)器件：如電池、電容器、電極材料
- 離子傳輸與分離
目前真正商業(yè)化生產(chǎn)的 MOF 屬于少數(shù)。加拿大公司 Svante 就利用一個名叫 CALF-20 的 MOF 用于水泥廠排放中的 CO? 捕集。
但隨著技術(shù)路線逐漸明確，材料耐久性、合成成本、規(guī)�；苽�、結(jié)構(gòu)一致性等問題正被逐個突破。未來的 MOF 會在“材料 + 器件 + 系統(tǒng)集成”方向上產(chǎn)生更多交叉。
為什么中國是最大“先行市場”？
從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、國家戰(zhàn)略需求、市場規(guī)模與政策環(huán)境來看，中國具有應(yīng)用 MOF 技術(shù)的潛力與優(yōu)勢。
龐大的市場基礎(chǔ)
中國在碳中和、碳捕集、氫能、環(huán)保材料、半導(dǎo)體、新能源等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)布局極為廣泛。這意味著在氣體凈化、CO? 捕集、水處理、分離分子過濾、脫硫脫硝、氫儲能等領(lǐng)域，都有廣闊的應(yīng)用需求。MOF 的高選擇性、可調(diào)孔徑、可修飾性，正好與這些需求高度契合。
與此同時，中國擁有極其完整、成本相對低廉的化工、精細(xì)化工及材料產(chǎn)業(yè)鏈。這意味著從有機(jī)配體、金屬前驅(qū)體、合成設(shè)備、規(guī)模化制備，到后端加工、器件封裝，中國具備為 MOF 應(yīng)用提供落地的生態(tài)土壤。
政策導(dǎo)向
中國長期將“碳達(dá)峰、碳中和、生態(tài)環(huán)�！奔{入國家戰(zhàn)略目標(biāo)。無論是工業(yè)排放減碳、CCS（碳捕集、封存與利用）、空氣與水治理，還是氫能與能源轉(zhuǎn)型，MOF 所在的“分子篩／催化／吸附／分離”賽道都可能得到政策優(yōu)先、資金補(bǔ)貼、項(xiàng)目支持。
總體而言，中國在政策、資本、工程能力層面能給予 MOF 應(yīng)用較高容錯率與市場容納度。
落地方向
在中國，不少大型企業(yè)或科研機(jī)構(gòu)能夠在水廠、廠區(qū)尾氣治理、氫能站、儲能電池系統(tǒng)中率先采用 MOF 材料或 MOF 組件。這種示范效應(yīng)可能迅速推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。相較于西方國家市場分散、成本較高、監(jiān)管復(fù)雜，中國的集中式推廣、規(guī)�；囼�(yàn)更具效率。
此外，中國科研團(tuán)隊(duì)在 MOF / 功能材料方向本就活躍。許多頂尖團(tuán)隊(duì)在材料設(shè)計、缺陷工程、計算篩選、協(xié)同催化等方向已有成熟積累。獲獎效應(yīng)有望吸引更多資本、人才涌入，使得中國在全球 MOF 商業(yè)化賽道中有機(jī)會率先布局、率先突破。
事實(shí)上，很多行業(yè)觀察者已在討論：未來 MOF 技術(shù)若要形成產(chǎn)業(yè)化、高質(zhì)量落地，中國將是其最有可能的“第一個市場”。
參考資料：
https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_31741834
https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/en/people/frontrunners/1260/
https://www.nature.com/articles/d41586-025-03195-1
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2025/popular-information/
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw7882
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