在环境领域，金属有机框架材料展现出巨大的潜力。它们可以被设计成专门捕获二氧化碳的“分子海绵”，安装在工厂或发电厂的烟囱中，高效吸附这种主要的温室气体，从而帮助减缓全球变暖。 例如，加拿大研究人员在2022年研制的一种称为CALF-20的金属有机框架，在多种混合气体中保持了极佳的二氧化碳选择吸附能力，甚至在潮湿环境中也能有效工作。此外，金属有机框架还能从水中分离出全氟和多氟烷基物质等难以降解的“永久污染物”，并能分解环境中的抗生素残留及其他有害气体。 在水资源短缺的挑战面前，金属有机框架同样提供了创新的解决方案。特定的金属有机框架材料，如奥马尔·亚吉团队展示的MOF-801，能够在干旱的夜间从空气中高效捕获水分子，然后在白天阳光加热下再将水释放出来并凝结收集。这项技术不依赖电力，仅利用自然温度变化，就可在相对湿度仅20%的沙漠条件下，每千克材料每天收集约2.8升的饮用水，为全球干旱地区带来了获取清洁水源的新希望。 在能源方面，金属有机框架凭借其巨大的比表面积，成为了储存清洁能源的理想“油箱”。它们可以用于安全高效地储存氢气和甲烷，这对于发展新能源汽车至关重要。同时，金属有机框架在催化反应和电化学能量转化中也能发挥重要作用，加速化学反应的进行或者促进能量的转换。 金属有机框架在医学领域也展现出令人兴奋的应用前景。它们可以作为“纳米卡车”，装载治疗癌症等疾病的药物，并凭借其智能响应性，仅在病变部位精准释放药物，从而提高疗效并减少副作用。第一个金属有机框架药物已经进入二期人体临床试验，标志着这类材料从实验室走向实际医疗应用的重要一步。 从理查德·罗布森最初那被视为“不实用”的木球模型灵感，到北川进和奥马尔·亚吉将其发展为稳定且功能多样的材料王国，金属有机框架的旅程完美体现了基础科学如何通过长期的探索与坚持，最终孕育出改变世界的巨大力量。正如诺贝尔化学委员会主席海纳·林克所言：“金属有机框架具有巨大的潜力，为定制化的新功能材料带来了前所未有的可能性。” 如今，全球已有大量科研团队投身于这个领域，仅在我们国家就有超过100个实验室在开展相关研究。这些由三位获奖者开创的“分子空间”，正持续为化学打开一扇通向未来的“新大门”，让分子的世界更加宽广，也让人类在科学的疆域中拥有了更多应对挑战的可能。
