文章核心观点 - 2025年诺贝尔化学奖授予在金属有机框架材料领域做出开创性贡献的三位科学家 标志着MOFs材料的重要性获得顶级科学认可 为材料科学开辟全新分支 [4] - MOFs材料具备高孔隙率 比表面积大 结构可设计等优异性能 产业化想象空间巨大 [5] - MOFs材料下游应用领域十分广泛 涵盖气体储存与分离 催化 能源存储 生物医药等多个关键领域 为解决全球性能源 环境和健康问题提供新工具 [4][6][7] MOFs材料基本特性 - MOFs是由金属中心离子或簇和有机配体通过配位键自组装形成的周期性网络结构晶态多孔材料 [5] - 金属节点通常为过渡金属离子如铜 锌 铁 钴 有机配体是含多个配位点的有机分子 [5] - 通过精心选择设计两种基本构建单元 可在原子分子尺度精确构建具有特定拓扑结构 孔径大小和化学环境的框架材料 [5] - MOFs具备高孔隙率 超大比表面积 较高热稳定性与化学稳定性 结构功能高度可设计可调控 结构多样性等特点 [5] - 已有数以万计不同结构MOF材料被合成并记录在案 形成庞大材料库 [5] MOFs材料下游应用 - 气体储存与分离：MOFs高孔隙率和比表面积使其成为理想气体储存海绵 用于储存氢气 甲烷 以及碳捕获与气体分离 [6] - 催化领域：MOFs本身可作为催化剂 其金属节点或有机配体可作为催化活性中心 [6] - 能源存储与转换：MOFs可用作电极材料 其高比表面积有利于电解质离子快速迁移和储存 也可用作隔膜或固态电解质以提升电池性能和安全性 [6] - 生物医药与药物递送：MOFs的生物相容性 高载药量和可控释放特点 使其成为药物递送载体的良选 [7] - 其他领域：MOFs应用延伸至化学传感 水净化和环境修复等领域 [7]