Omar Yaghi的网状化学贡献及其对可持续发展的影响

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Omar Yaghi的网状化学贡献及其对可持续发展的影响

2024年6月18日，加州大学伯克利分校（2024USNews美国大学排名：15）的Omar Yaghi因其在可持续发展领域的开创性贡献，荣获了享有盛誉的唐奖。Yaghi因其在网状化学领域的开创性工作而获奖，他证明了金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）等超多孔材料可以帮助应对全球紧迫的挑战，如减少温室气体排放、空气污染和水资源短缺。作为Bakar数字材料研究所的联合主任和首席科学家，以及化学学院的教授，Yaghi表示，网状化学及其开发的材料能够在原子和分子水平上精确控制物质，这将是实现可持续解决方案的关键。

唐奖的意义及其在促进科学进步中的作用

唐奖是世界上最著名的奖项之一，每两年颁发一次，每个类别的获奖者将获得170万美元的现金奖励，其中包括35万美元的研究资助。唐奖由台湾企业家尹衍樑于2012年创立，旨在表彰在可持续发展、生物制药、汉学及法治领域做出卓越贡献的个人或组织。2024年唐奖获奖者名单公布，六位全球杰出人士将于今年九月在台湾接受表彰。唐奖不仅提供丰厚的奖金，还会给予研究经费支持，促进科学家们在各自领域内继续深入研究和创新。

金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）在应对全球挑战中的应用

东京工业大学的研究团队发现，通过使用结构异构体可以调节三维共价有机框架（3D-COFs）的性质。3D-COFs是一类新型的纳米多孔固体，具有高设计自由度和高热稳定性，但其拓扑多样性和高结晶度的实现一直是难题。研究团队通过结合含有柔性部分的构建块分子，成功合成了三种不同形状的高质量晶体，分别命名为TK-COF-1、TK-COF-2和TK-COF-3。尽管它们具有相同的化学成分，但X射线衍射测量显示它们具有不同的纳米结构和框架拓扑。研究表明，通过控制构建块分子在缩聚过程中的异构体类型，可以增加3D-COFs的结构和性质多样性。这一发现为未来3D-COFs的应用提供了新的自由度。

Bakar数字材料研究所在推进材料科学方面的作用

加州大学伯克利分校通过其创新和创业生态系统积极应对气候变化。该校的教师、博士后和学生们致力于开发可再生和可持续的能源来源，推进新技术以减少能源需求，帮助立法者理解气候变化的影响，并制定适当的政策响应。研究人员不仅在实验室中进行关键技术的开发，还通过创建初创公司将这些技术快速推向市场。

核工程副教授Rebecca Abergel的研究集中在重金属化学上，旨在减轻重金属对人体的影响。她创立的HOPO Therapeutics公司开发了低成本的治疗方法，已获得美国食品药品监督管理局的临床安全试验许可。化学与生物分子工程名誉教授Alexis Bell的研究则专注于催化剂在化学过程中的性能，推动了环境保护和生物质转化等领域的研究。

生物工程教授John Dueber的实验室正在探索如何利用合成生物学工具开发环保产品和技术。他的研究包括改进代谢途径和开发生物燃料。材料科学与工程教授Kristin Persson通过超级计算预测材料行为，加速了能源相关技术的研究进程。化学与生物分子工程教授David Schaffer利用基因和干细胞疗法的研究创办了多家初创公司，推动了气候技术的发展。

化学与材料科学与工程教授Ting Xu致力于开发可自降解的塑料产品，以减少塑料废物对环境的影响。化学教授Omar Yaghi的研究则集中在利用金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）进行水和碳的捕获。化学教授Peidong Yang则在开发仿生系统，通过人工光合作用提供清洁和可再生的液体燃料。

这些研究和创新展示了加州大学伯克利分校在应对气候变化方面的多样化和前沿性努力。

总结

Omar Yaghi因其在网状化学领域的开创性工作，特别是在金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）方面的研究，荣获了2024年唐奖。这些材料在减少温室气体排放、空气污染和水资源短缺等全球挑战中具有重要应用。唐奖不仅表彰了Yaghi的杰出贡献，还通过提供研究经费支持，促进了科学进步。加州大学伯克利分校的Bakar数字材料研究所及其研究人员在推进材料科学和应对气候变化方面也发挥了重要作用。通过这些努力，我们看到了科学技术在实现可持续发展目标中的巨大潜力。