Nature顶级综述:MOF之父——Omar Yaghi教授的科研哲学与未来图景

引言 

《Nature Reviews Chemistry》近期发表的Q&A文章《The man of MOFs and more》以“MOF之父”Omar Yaghi教授的科研历程为脉络,系统梳理了金属有机框架(MOF)领域的发展历程与未来方向。

 

访谈强调,MOF从实验室走向产业化的关键在于“市场需求驱动创新”。Yaghi教授坦言:“实验室的突破性发现只是开始,真正的挑战在于如何将科学规模化、制造化,并融入人们的生活”。访谈亦揭示了科研与产业的深层互动:市场需求是技术落地的核心驱动力,而科学传播需兼顾学术严谨性与公众可及性。

 

MOF的发展历程不仅是材料科学的缩影,更映射出基础科学与技术创新协同推动社会变革的宏大图景。

 

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美国学者Omar Yaghi教授因在MOF领域做出开创性贡献而闻名于世。在他六十岁生日即将到来之际,《Nature Reviews Chemistry》期刊的编辑Stephanie Greed博士对他进行了专访,发表了题目为《The man of MOFs and more》的Q&A文章。

文章揭示了MOF从实验室突破到产业应用的完整链条。作为网状化学(Reticular Chemistry)的奠基人,Yaghi教授在访谈中回顾了其职业生涯的三大核心命题:科学突破的驱动力基础研究与产业化的协同逻辑,以及科学传播的实践智慧

 

科学突破:从“摇晃烘烤”到定向设计

 

Yaghi教授将MOF的诞生归因于对传统材料合成方法——“摇晃和烘烤”的颠覆。1995年,其团队通过构建过渡金属离子与羧酸配体的强配位键,首次实现结晶性多孔材料的可控合成,MOF-5的发现标志着“固态结构制造新纪元”的开启。这种以“强键构筑稳定框架,弱键调节功能”的设计原则,赋予MOF超高的孔隙率和分子级别的可调性,使其在氢气存储、碳捕集及大气集水等领域展现出革命性潜力。

 

产业化逻辑:需求驱动的科学转化

 

Yaghi教授强调,“实验室的突破仅是起点,真正的创新在于将科学转化为社会必需品”。基于MOF在碳捕获与大气集水的卓越性能,他先后创立ATOCO和AIMATX公司,前者聚焦碳捕获技术商业化,后者则通过人工智能加速材料研发,将传统“试错法”驱动的发现周期从数年压缩至数周。这一实践印证了其核心理念:“当足够多的人需要某样东西时,技术会从昂贵变为必要且可负担”。

 

科学传播的双重叩问

 

面对科研成果的公众传播,Yaghi教授提出“双重叩问原则”——每次分享研究时需自问:“为何外界应关注此工作?普通人为何需理解其意义?”。这种以问题为导向的沟通策略,促使MOF技术突破学术边界,例如大气集水装置已为干旱地区提供MOF的淡水解决方案,将分子设计与社会需求直接关联。

 

未来展望:AI重构材料科学范式

 

Yaghi教授预言,AI与网状化学的深度融合将颠覆传统研究范式。通过机器学习预测合成路径与机器人实验平台,MOF的设计已实现“从经验驱动到算法编程”的跨越。他特别指出,年轻科学家需“勇于冒险,将失败视为发现的前奏”,并在AI时代掌握跨学科思维,以应对能源转型与气候危机等全球挑战。

 

这篇Q&A不仅是MOF领域的发展史,更是一部“科学-产业-社会”协同演进的启示录。正如Yaghi教授所言:“化学家不仅是分子建筑师,更应成为连接微观设计与宏观需求的桥梁”。这一理念为材料科学的未来指明了方向:以可扩展性为锚点,以社会福祉为终点,让分子级的创新真正服务于人类文明的可持续发展。

 

开洋新材料:MOF材料的引领者

 

“化学家的使命是架起微观设计与宏观需求的桥梁”,而开洋新材料正以行动诠释这一理念。
 
作为国内首家实现MOF百吨级量产的企业,开洋新材料通过自主研发的“助剂调控快速结晶制备工艺”,突破传统机械法生产瓶颈,将MOF材料成本从千元/克降至接近一元/克,为规模化应用扫清障碍。
 
从实验室到生产线,从技术专利到民生应用,开洋新材料正积极践行“让新型材料飞入寻常百姓家”的愿景,加速推动MOF在空气制水、二氧化碳吸附、气体提纯与分离等战略新兴领域的国产化替代,为材料强国战略注入创新动能。
 
这一征程印证了Yaghi教授的理念——唯有将分子级创新与社会福祉相联结,材料科学才能真正成为人类可持续发展的基石。
 

参考文献:Greed, S., Yaghi, O.M. The man of MOFs and more. Nat Rev Chem (2025).z

 

 

 

关于开洋

 

开洋新材料(珠海)有限公司立足于新材料研发领域,旨在成为国内将金属-有机框架(MOF)材料成功工业化并广泛应用的科技领军企业。我们的创始团队由多位国家重大人才工程入选者和博士后、博士组成,拥有超过十年的MOF材料研发及应用研究经验,并积累了多项MOF相关专利。我们致力于将科研成果转化为产业实力,目前公司在珠海已建成年产100吨MOF的生产线。

 

我们的MOF材料不仅能够应用于石化、气体工业和气体捕集领域,还可以广泛用于气体提纯与分离、空气制水、新能源、固态电池、氢能技术、特种建材以及干燥除湿等多个行业和领域。

 

我们以性能卓越、成本可控和环境友好为己任,致力于为客户提供创新的新材料解决方案。通过持续创新和产业化推广,开洋新材料(珠海)公司将引领MOF材料在工业应用中的突破与发展。

 

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