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北川进(Susumu Kitagawa)

2025年诺贝尔化学奖获得者,日本京都大学教授
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北川进(Susumu Kitagawa)

北川进(Susumu Kitagawa),男,1951年7月4日出生于日本京都,日本无机化学家,2025年诺贝尔化学奖获得者。现任京都大学高等研究院(KUIAS)特别教授及副所长、细胞-材料科学综合研究所(iCeMS)所长。
北川进生平:在分子世界筑巢的MOF先驱

北川进(Susumu Kitagawa),1951年出生于日本京都市,是全球无机化学与配位空间化学领域的传奇科学家,多孔配位聚合物(PCP,即金属有机框架MOF)领域的开创者,2025年诺贝尔化学奖得主之一。他以“看见无用之物的用处”为科研信条,突破传统化学认知的桎梏,成功构筑出具有稳定纳米级孔道结构的新型多孔材料,首次证实其高效气体吸附与储存功能,为能源存储、环境治理等全球重大议题开辟了全新化学路径。从京都大学的求学者到该校副校长,从饱受质疑的开拓者到诺奖加冕的领军者,北川进用半个多世纪的坚守与创新,诠释了基础研究的无限可能,更以独特的科研哲学与育人理念,影响了全球一代化学研究者。

早年的学术浸润,为北川进埋下了探索化学世界的种子。1951年,他出生于日本文化与学术重镇京都,这座城市的深厚底蕴潜移默化地滋养着他的探索精神。青少年时期的北川进对自然现象充满好奇,尤其着迷于物质的构成与转化规律,而他后来幽默地将投身化学的初衷归结为“分清乙醇和甲醇,喝上正宗好酒”,这份直白与随性也成为他科研生涯的独特注脚。1970年,北川进考入京都大学工学部,在这里系统学习无机化学与量子化学的基础理论,扎实掌握了化学合成与结构分析的核心实验方法。本科阶段的他便展现出超越同龄人的科研敏锐度,尤其对金属离子与有机分子的配位作用产生浓厚兴趣,这一兴趣方向也成为他后续科研生涯的核心主线。

1974年,北川进以优异成绩从京都大学本科毕业,随后选择留校继续深造,在量子化学领域深耕细作,最终获得该校博士学位。博士阶段的研究让他积累了扎实的理论功底,尤其在金属-有机配位键的本质与结构调控方面形成了深刻认知。毕业后,北川进并未直接留校,而是先后任职于近畿大学、东京都立大学,在不同学术环境中锤炼科研能力,拓展研究视野。这段经历让他跳出单一研究体系的局限,得以从更多元的视角审视化学研究的前沿方向,也让他逐渐意识到传统多孔材料(如沸石)在结构定制与功能拓展上的局限性,为后续转向新型多孔材料研究埋下伏笔。

20世纪90年代初,北川进的科研生涯迎来关键转折。当时,化学界的研究热点集中在材料导电性等领域,而澳大利亚科学家理查德·罗布森此前合成的一种多孔晶体结构因稳定性极差、易坍塌,被普遍认为“毫无实用价值”。北川进却从中看到了潜在的研究价值,他摒弃热门方向,转而聚焦被忽视的Cu⁺离子,凭借量子化学的深厚功底,发现Cu⁺独特的球形电子构型具有形成规则晶体的潜力。在后续的实验中,他通过X射线衍射分析意外观测到材料的蜂窝状多孔结构,这一发现让他坚定了探索新型多孔材料的决心,开启了“在分子世界筑巢”的开创性研究。

1992年,北川进团队率先构建出一种二维分子材料,其分子间形成的空腔可容纳丙酮分子。尽管这种材料的功能较为有限,却首次展现了“按需设计分子晶体”的全新思维——以金属离子为“支点”,有机分子为“连杆”,通过配位键组装形成具有特定空腔结构的材料。这一研究成果初步验证了新型多孔材料的可行性,但也遭遇了学界的普遍质疑:“已有成熟的多孔沸石,为何还要研究这种脆弱的有机-金属复合物?”面对质疑,北川进并未退缩,而是继续深耕,致力于解决材料的稳定性问题,他坚信“空旷的空间里藏着秘密”,这份执着成为他攻克难关的核心动力。

1997年,北川进的研究迎来里程碑式突破。他带领团队利用钴、镍、锌离子与4,4′-联吡啶分子成功搭建出三维MOF结构,形成交错的空腔通道。更重要的是,他们通过实验证实,将材料中的水分子去除后,这些孔洞依然能够保持稳定,可反复吸附和释放甲烷、氧气、氮气等气体而不发生结构坍塌。这一成果彻底打破了“有机物太软,框架不堪用”的固有认知,首次揭示了MOF材料的柔性特质——如同呼吸般吸附与释放分子,同时证明了其在气体存储领域的实用价值。相关研究成果发表后,迅速引发全球化学界的关注,为MOF材料的发展奠定了坚实的科学基础,北川进也因此被誉为“多孔配位聚合物之父”。

此后,北川进带领团队持续深化MOF材料的研究,不断拓展其应用边界。他们通过调控金属离子与有机配体的组合,设计合成出多种功能各异的MOF材料,实现了对不同气体分子的选择性吸附,为氢气、甲烷等清洁能源的安全存储提供了全新方案。在环境治理领域,他开发的特定MOF材料可高效捕获二氧化碳,为应对全球气候变化提供了重要技术支撑;在精细化工领域,其团队研发的MOF材料在催化反应中展现出优异性能,大幅提升了反应效率与选择性。这些研究成果不仅丰富了MOF材料的理论体系,更推动了该领域从基础研究向实际应用的转化,让“分子公寓”真正服务于人类社会发展。

在深耕科研的同时,北川进也开启了回归母校、深耕学术治理与人才培养的历程。他最终回到京都大学任教,历任京都大学高等研究院特别教授、副所长、细胞-材料科学综合研究所(iCeMS)所长等职,后来还担任京都大学理事、副校长,在推动学科交叉融合与科研平台建设方面发挥了重要作用。作为教育者,北川进有着独特的育人理念,他的实验室从不缺少酒局,当学生实验遇挫时,他总会说“走,喝一杯”。在酒桌上,他强迫害羞的学生轮流演讲,从最初的20秒逐步延长到20分钟,潜移默化中培养了学生的表达能力与自信心。他的同事评价:“他能看见别人忽略的矿脉,这种直觉力无人能及。”这种独特的科研直觉与育人智慧,让他培养出众多优秀的化学人才,其中包括中国中山大学张杰鹏教授等知名学者,他们将北川进的科研理念带回各自的研究领域,推动MOF材料的研究与应用在全球范围内蓬勃发展。

凭借在MOF领域的一系列开创性贡献,北川进获得了全球学界的广泛认可与众多荣誉。2011年,他荣获日本紫绶褒章,这是日本政府对学术成就的重要肯定;2019年,他当选为日本学士院院士,彰显了其在日本学界的顶尖地位;2023年,他成为英国皇家学会外籍院士,标志着其学术影响力已跨越国界。此外,他还曾获得日本学士院奖、江崎玲於奈奖等多项重要奖项,担任《德国应用化学》《化学材料》等多个国际顶级期刊的编辑顾问,其发表的论文被引次数超过25000次,成为MOF领域的核心学术标杆。

2025年10月8日,瑞典皇家科学院宣布,将当年的诺贝尔化学奖授予北川进、理查德·罗布森与奥马尔·M·亚吉,以表彰他们在“金属有机框架(MOF)领域的发展”做出的开创性贡献,三位获奖者平分1100万瑞典克朗(约合832万元人民币)的奖金。诺奖委员会评价指出,他们的研究“让化学家能够设计出数以万计的不同MOF材料,为能源存储、环境治理、药物递送等众多领域带来了革命性的解决方案”。有趣的是,北川进得知获奖的过程颇具戏剧性——当天下午5点半左右,他在研究室接到来自诺贝尔奖评选委员会的电话,最初以为是推销电话,直到确认身份后才意识到自己获奖,当下“非常吃惊,也有些不敢相信”。当晚,他在京都大学召开记者会,首先感谢了评审机构、同事、学生与家人的支持,坦言科研道路并不平坦,这份荣誉让他倍感珍惜。

获奖后,北川进收到了日本内阁科学技术担当大臣、文部科学大臣等政要的祝贺电话,1973年诺贝尔物理学奖得主江崎玲於奈也通过媒体表示祝贺,指出这是首位曾获江崎玲於奈奖的科学家再度摘得诺贝尔奖,盛赞北川进创造的MOF材料具有“划时代意义”。值得一提的是,仅在北川进获奖前一天,京都大学校友坂口志文获得诺贝尔生理学或医学奖,两位同校出身的科学家连续两天斩获诺奖,成为日本学界的一段佳话。

年过七旬的北川进,至今仍活跃在科研一线。他总结自己的成功三要素:“运气不是彩票,是努力后的必然,耐心让慢节奏的人发现机遇,毅力则是对未知的坚守。”这一科研哲学不仅贯穿了他的学术生涯,更激励着全球无数年轻科研工作者。北川进的故事,完美诠释了科学家“敢为人先、执着坚守”的探索精神——他从被忽视的“无用之物”中发掘价值,用化学的力量在分子世界筑起“空中楼阁”,既解锁了物质结构的奥秘,也为人类应对能源与环境挑战提供了全新工具。作为MOF领域的先驱,他的贡献不仅镌刻在化学发展的史册上,更将持续影响未来科学与产业的发展方向,为人类社会的可持续发展注入持久动力。

此信息最后更新时间为:2025-12-31 17:55
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