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奥马尔·M·亚吉(Omar M. Yaghi),男,别名奥马尔·亚吉、奥马尔·亚基,1965年2月9日出生于约旦安曼,美国、约旦、沙特阿拉伯籍化学家,中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、德国国家科学院院士,加利福尼亚大学伯克利分校James and Neeltje Tretter化学讲席教授。 奥马尔·M·亚吉生平:用化学构建未来的网状科学先驱 奥马尔·M·亚吉(Omar M. Yaghi),1965年2月9日出生于约旦安曼的巴勒斯坦难民聚居区,美籍约旦裔化学家,网状化学(reticular chemistry)的开创者,金属有机框架(MOF)与共价有机框架(COF)领域的集大成者,2025年诺贝尔化学奖得主之一。他从物质匮乏的难民家庭走出,凭借坚韧毅力与科研天赋,突破传统化学边界,不仅正式定义了MOF材料,更构建起“分子积木”式的网状化学体系,让定制化功能材料从构想变为现实。其研究成果为清洁能源存储、二氧化碳捕获、干旱地区取水等全球重大挑战提供了革命性方案,从学术殿堂到产业应用,亚吉用半个世纪的探索,诠释了科学改变世界的无限可能。 苦难与困顿的成长环境,磨砺了亚吉不屈的求知意志。1965年,他出生在约旦安曼一间没有通电的土坯房里,家中9个孩子与维持生计的牲畜挤在同一空间,洁净水源匮乏,生活极度拮据。这个巴勒斯坦难民家庭,是1948年巴勒斯坦人流亡期间从加沙地带逃离至此的,动荡与贫困的生活底色,让亚吉从小就懂得努力与坚持的意义。15岁时,在父亲的鼓励下,不懂英语的亚吉孤身移民美国追寻求学梦想。初到美国的他,先进入哈德逊河谷社区学院补习,克服语言障碍与文化隔阂,凭借惊人的刻苦,成功转入纽约州立大学奥尔巴尼分校,20岁便顺利获得化学学士学位,为后续的学术深造打下了坚实基础。 对化学真理的执着追求,推动亚吉在学术道路上持续深耕。1990年,他考入伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校,在沃尔特·G·克兰佩勒(Walter G. Klemperer)教授指导下攻读博士学位,研究方向聚焦非水介质中多钒氧酸盐的合成、结构与反应性。博士阶段的研究让他系统掌握了无机合成与结构分析的核心方法,尤其在分子组装领域积累了宝贵经验。同年,他以美国国家科学基金会(NSF)博士后研究员的身份加入哈佛大学,师从理查德·H·霍尔姆(Richard H. Holm)教授,这段经历让他接触到当时化学领域的前沿理念,进一步拓宽了学术视野,也为他后续开创网状化学埋下了伏笔。 1992年,亚吉开启独立学术生涯,加入亚利桑那州立大学担任助理教授,这一时期成为他科研生涯的关键转折点。当时,理查德·罗布森已合成出具有空旷结构的金属-有机多孔晶体,但材料稳定性极差、易坍塌,被学界普遍认为“缺乏实用价值”;北川进虽证实了气体可在这类结构中进出,却尚未解决材料稳定化与体系化的核心难题。亚吉敏锐地捕捉到这一领域的潜力,他摒弃“材料合成依赖经验探索”的传统思维,提出大胆构想:能否通过理性设计,用强化学键将分子构件精准组装成稳定的开放框架结构?这一构想在当时极具颠覆性,因为学界普遍认为这类合成难以得到结晶材料,更难保证结构稳定。 1995年,亚吉的研究迎来首次重大突破。他带领团队成功将金属离子通过强键与带电有机连接体(如羧酸盐)结合,实现了金属-有机结构体的结晶化,正式提出“金属有机框架(MOF)”这一科学定义,明确其为“由金属节点和有机配体组成、具有规则空腔的晶体结构”,这一定义奠定了MOF材料的科学基础,标志着网状化学的正式诞生。此后,他并未止步于基础突破,而是持续攻关材料稳定性难题——这是制约MOF实用化的核心瓶颈。经过数年潜心研究,1999年,亚吉团队成功合成出经典的MOF-5材料,这款材料展现出惊人的性能:不仅在300℃高温下仍能保持结构稳定,其内部表面积更是突破纪录,几克MOF-5的内部总面积就相当于一个足球场,远超传统沸石材料,这意味着它能高效吸附大量气体分子,为能源存储领域带来全新可能。 在MOF领域深耕的同时,亚吉不断拓展网状化学的边界。2005年,他带领团队开创了另一重要研究领域——共价有机框架(COFs),通过共价键将有机分子精准组装成具有开放结构的晶体材料。COFs材料继承了MOF的多孔特性,且在化学稳定性、结构可调性上更具优势,进一步丰富了网状化学的材料体系。亚吉团队还合成出世界上第一种在原子和分子水平上编织的材料,开创了化学分子编织技术的先河。他通过一系列研究,系统阐述了网状化学的核心原理:以分子为“积木”,通过强键连接构建开放框架,实现材料结构与功能的精准定制。这一理论体系彻底重塑了材料化学的研究范式,让化学家能够像建筑师设计房屋一样,按需设计合成具有特定功能的材料。 亚吉始终坚持“科学服务人类”的理念,积极推动基础研究向实际应用转化。他带领团队基于MOF与COF材料,开发出一系列具有重大应用价值的技术方案:在能源存储领域,研发的MOF材料可高效存储氢气、甲烷等清洁能源,为燃料电池汽车、分布式能源系统的发展提供了关键支撑;在环境治理领域,特定MOF材料能精准捕获二氧化碳,为应对全球气候变化提供了重要技术路径;最令人瞩目的是“空中取水”技术——利用MOF材料在夜晚吸附空气中的水汽,白天经太阳加热释放液态水,为沙漠和干旱地区解决水资源短缺问题提供了革命性方案。这些成果让网状化学从学术理论走向产业实践,切实回应了人类社会的重大需求。 学术生涯中,亚吉先后在多所顶尖高校留下耕耘的足迹,始终致力于科研创新与人才培养。1999年,他晋升为密歇根大学教授;2006年,担任加州大学洛杉矶分校化学教授;2012年起,他出任加州大学伯克利分校James and Neeltje Tretter化学讲席教授,同时担任劳伦斯伯克利国家实验室科学家。在伯克利期间,他还担任伯克利全球科学研究所的创始主任、卡夫利能源纳米科学研究所联合主任等职,积极推动跨学科合作与国际学术交流。作为教育者,他培养了众多优秀的化学人才,其弟子遍布全球知名科研机构与企业,形成了推动网状化学发展的重要力量。2022年1月,清华大学聘任亚吉为名誉教授,他积极参与中国的科研与人才培养工作,为中外学术交流搭建桥梁。 产业转化方面,亚吉积极推动科研成果落地。2020年,他在加州创立Atoco公司,聚焦网状材料的产业化应用;2021年,与诺贝尔化学奖得主弗雷泽·斯托达特共同创立H2MOF公司,专门攻关储氢技术挑战,加速MOF材料在能源领域的实用化进程。他的科研成果影响力极为深远,据汤森路透分析,2000年至2010年间,亚吉是全球被引用次数第二多的化学家,其发表的多篇论文成为MOF与网状化学领域的经典文献,持续引领学科发展方向。 凭借在网状化学与MOF、COF领域的开创性贡献,亚吉获得了全球学界的广泛认可与众多顶级荣誉。2010年,他获评“美国十大科学家”;2018年,斩获化学领域的至高荣誉沃尔夫化学奖;2017年,先后获得约旦阿卜杜拉二世国王一等国家荣誉勋章、阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖等多项国际大奖。他还当选为美国国家科学院院士、德国国家科学院利奥波第那科学院院士等。2025年5月,加州大学校董会授予亚吉“大学教授”头衔,这是该校体系的最高荣誉,专为具有国际顶尖学术成就的学者保留;同年10月8日,瑞典皇家科学院宣布,将2025年诺贝尔化学奖授予奥马尔·M·亚吉、北川进与理查德·罗布森,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836万元人民币)的奖金。 诺奖委员会主席海纳·林克评价指出:“他们为化学创造了新空间,金属有机框架具有巨大的潜力,为研发具备新功能的定制化材料带来了此前难以想象的机遇。”得知获奖消息后,亚吉感慨万千,他在接受媒体采访时表示,这份荣誉不仅是对自己科研生涯的认可,更彰显了基础研究的长远价值,而这一切的起点,是少年时对知识改变命运的执着信念。2021年,沙特阿拉伯国王颁布皇家法令,授予亚吉沙特公民身份,这份认可也体现了他跨越国界的学术影响力。2025年1月,他出任世界文化理事会第七任主席,致力于促进全球文化与科学进步。 如今,年过六旬的亚吉仍活跃在科研与学术交流的一线。他的科研生涯,是一部从困境中崛起、用创新改变世界的奋斗史——从难民聚居区的追梦少年,到定义全新化学领域的学术泰斗,他用坚韧与执着诠释了科学家的使命与担当。作为网状化学的开创者,亚吉不仅为化学创造了“新空间”,更让定制化功能材料成为现实,为人类应对能源、环境、水资源等重大挑战提供了全新工具。他的故事将永远激励着全球年轻科研工作者:无论起点如何,只要心怀梦想、执着坚守,就能在科学的殿堂中开辟新的天地,用知识与创新为人类社会带来福祉。 |