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当地时间10月8日11时45分，2025 年诺贝尔化学奖公布，授予北川进（Susumu Kitagawa）、理查德·罗布森（Richard Robson）和奥马尔·亚吉（Omar Yaghi），以表彰“他们对金属-有机框架的发展”。在60岁生日前夕，奥马尔·亚吉回顾了他迄今为止的科研生涯，并指出他认为未来发展的激动人心之处。

供稿 | YLW

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。Yaghi教授在文章回顾了的个人经历和科学成就，讨论了科学变化以及对年轻科学家的建议，并提到了对领域的展望与计划。

访谈全文

Ahead of his 60th birthday, Omar Yaghi discussed his life in science so far and where he believes is the exciting space for future developments.、

科研生涯与个人选择

Q：您是什么时候对科学产生兴趣的？

A：我出生在约旦（Jordan）的安曼（Amman），在十岁时发现了对化学的热爱。当时，我在学校图书馆偶然翻阅到一本书，书中展示了分子结构图。我并不知道那些是分子，但随着我逐渐了解，我便永远地爱上了它们。这便成为我人生的追求。我成长于一个普通家庭中，我父亲鼓励我通过教育来追求更好的生活。十五岁时，我移居美国，继续深造，最终获得了化学博士学位。早期对分子结构的热爱为我后来对网格化学（reticular chemistry）和材料科学的兴趣奠定了基础。

Q：是什么激励您进入学术界？

A：当我在哈佛大学担任NSF（美国国家科学基金会）博士后研究员时，我处在决定我未来的“十字路口”上：是进入工业界还是学术界？工业界承诺了更高的薪水，但数字并不能说明一切。在学术界，我有机会建立真正属于自己的东西：一个可以追逐我的想法、进行有意义的研究并指导学生的实验室——这些是工业界无法复制的机会。这种思想自由的感觉（以我自己的方式去发现和创新）点燃了我心中的一把火，一直持续到今天。

这并不是一个容易的选择，尤其是因为我当时承诺要赡养我在家乡的父母。学术界并不一定是实际的选择，但我觉得这是正确的。对我来说，探索未知和帮助他人学习比经济上的舒适更重要。因此，我迈出了这一步，将激情置于实用性之上——从那以后，我从未回头。

Q：您是如何决定将研究重点放在网格化学以及MOFs、COFs和相关结构上的？

A：作为博士生，我致力于解决化学中的一个重大挑战：如何精确设计材料。当时，制备扩展结构的过程被我们戏称为“摇晃和烘烤”方法（‘shake and bake’ approach），化学家会将起始材料加热到极高的温度（通常超过500 °C）然后寄希望于最好的结果。结果往往是缺乏结构控制的热力学产物，并且一旦它们生成就没有办法进行有意义的修改。

这种缺乏精确性的情况让我很沮丧，我想创造出具有特定的、可预测的形式的扩展结构，甚至在合成后对其进行修饰。但有一个根本性的障碍：结晶问题。在温和的温度下，用强键连接的分子结构单元通常形成无定形或不明确的产物。

进入1995年，一切都变了。我们发现了将过渡金属离子与带电羧酸配体连接起来形成强金属-配位键的反应条件，这一突破导致了晶体延伸结构的出现，从而开启了固体结构制备的新纪元。我们发现了具有超高孔隙率的结构MOF-5，引发了无限可能。MOF-5及其后续产品为我们起初未曾预料到的问题提供了解决方案。

研究突破与应对挑战

Q：在您的职业生涯中，您最自豪的突破是什么？

A：多年来，我非常幸运地与我的学生一起取得了许多了不起的发现：找到使MOF结晶的反应条件，设计其的结构以实现永久孔隙率，并发现MOF-5及其后续产品的超高孔隙率。我们突破界限，创造出孔径最大的MOF，解决了COF结晶的挑战，并涉足从沙漠中大气集水和设计用于碳捕获的COF等应用。然后是分子编织——这一概念曾经似乎是一个是遥不可及的梦想。当我们成功制造出这些材料的那一刻，感觉几乎是超现实的，即使现在，它仍然让我惊叹不已。

回首往事，我对这段旅程充满感激。感觉我在过去的30年里一直沉浸在一个分子的世界中，总是都充满期待、兴奋和灵感。我很荣幸能够探索这些想法，无法想象还有什么比这更令人满足。

这些突破不仅具有科学影响，其真正意义在于它们如何为当今世界面临的一些挑战提供解决方案，即可持续性、清洁能源和获取基本资源。

这不仅仅是我的故事，它证明了合作和共同愿景的力量。若非我有幸与这些杰出的人才共事，这一切都不可能实现。我们一起突破界限，我非常感恩能参与其中。

图1 Yaghi教授展示结构模型

Q：在学术界和管理研究团队方面，您遇到了哪些让您感到惊讶的挑战？

A：当我们首次发现并开拓这一领域时，我被随之而来的怀疑浪潮所震惊。批评者似乎来自四面八方，质疑我们所做的事情是否可行。但在这些喧嚣中，仍有一些安静且坚定的支持声音。这些为数不多但意义重大的支持者看到了这项工作的潜力，他们的支持帮助我们继续前进。随着时间的推移，我制定了所谓的 5% 规则：当 95% 的人怀疑你时，仍然有 5% 的人坚定地认可你所做的事情的价值。这些人就是你关注的人。你会认真对待批评，但最终，你会相信自己的直觉，做你知道需要做的事情。其余的——你就让它随风而去吧。

在这段旅程中，最令人惊喜的快乐之一是与新兴学者、研究生和博士后合作。他们的活力、好奇心和新视角是无比鼓舞人心的。他们让我想起了我的初心：探索、学习和共同创造有意义的东西。

成果转化与科学传播

Q：您是什么时候意识到您的研究可以从纯学术转向工业应用的？

A：当我们实现了碳捕获和水分收集的卓越性能时，我意识到我们可以创建ATOCO, Inc.来商业化这项技术，当我们看到我们在人工智能驱动的工作中的潜力时，我们创建了AIMATX, Inc.来加速气候应用的发现。通过找到合适的团队来帮助建立这些初创公司，并筹集商业化这些应用所需的资金，我们可以迅速将基础科学的潜力转化为社会影响。

Q：在您参与的工业和商业化过程中，有什么让您感到惊讶的？

A：从我有限的经验中，我逐渐认识到，虽然基础科学的创新性至关重要，但它并不像将科学成果产业化应用那样重要。实验室中的突破性发现只是开始，真正的挑战在于弥合科学创新与现实世界应用之间的差距。这关乎如何解决实际问题，它如何扩大规模地制造并融入人们的生活？

我还了解到，市场运作遵循一个简单而深刻的原则：当有足够多的人想要某样东西时，不仅是可能——而且往往是必要的——让它变得负担得起并广泛可用。需求不仅推动产品设计的创新，还推动生产效率、成本降低和可扩展性的创新。如果足够多的人看到它的价值，最初看似昂贵和遥不可及的东西就能随处可得。

这种见解重塑了我看待科学、工业和社会之间关系的方式。这不仅仅是创造革命性的东西，科学的真正价值在于了解使用者的需求，并找到有效满足这些需求的方法。当科学发现与真实需求匹配时，这正是科学真正发挥其潜力的时候，它就能带来真正的改变。

Q：您是否开发出一些方法来更好地向学术界、工业界和其他领域的人群传达您的科学成果？

A：传播科学发现并非易事。保持科学准确性的同时有效地接触广大受众，尤其是非专家，需要不断保持平衡。每当我分享我的研究成果时，我都会发现自己回到一个关键问题：为什么我所在领域以外的人应该关心？更重要的是：为什么普通民众应当关心？

回答这些问题是良好科学传播的核心。它要求我用能引起每个人共鸣的术语来阐述我的工作，提炼复杂的想法而不失其精髓。这种方法塑造了我传达信息的方式，确保它们不仅易于理解，而且对不同的受众有意义。

我承认，我在这方面并不总是成功的。科学可能很深奥、很微妙，有时很难翻译成大白话。我学习到有效的沟通不仅需要清晰，还需要同理心。虽然这仍是一项正在进行的工作，但这种心态显著改变了我与他人分享发现的方式。

图2 Yaghi教授所著书籍《Introduction to Reticular Chemistry》

领域展望与文化变迁

Q：您认为这个领域的未来研究方向有哪些是令人兴奋的？

A：网格化学正处于变革时代的门槛上，其能够实现化学结构和材料的精确设计——甚至在合成后以同样精度进行后修饰——这将开启一个为特定功能量身定制材料的时代。

我预见设想AI（人工智能）和大型语言模型的无缝整合将成为加速新发现的主要驱动力。这些工具不仅仅是增强工具，而是关键的催化剂，以前所未有的效率将复杂的结构与目标功能联系起来。AI与网格化学的协同作用有潜力彻底改变我们设计、理解和部署材料的方式。

想象一下，AI引导的网状合成不仅能够加速发现过程——正如我们已经通过COFs展示的那样，从数年缩短到数周——而且还能在全球范围内扩大这一突破性化学的规模。我们已经证明，与传统方法相比，AI驱动的网格合成周期可以将发现速度提高一倍。现在，想象一下，这在全球范围内的实验室中得到倍增，AI将数据、见解和专业知识编织成一个统一的全球协作，以解决人类面临的最大挑战。

网格化学研究将通过人类创造力与人工智能的融合而得到扩展，创造一个化学不仅能跟上我们的需求，而且能够预见我们的需求的世界。

Q：在您的职业生涯中，您注意到科学文化有哪些变化？您认为它将继续如何变化？

A：在我的实验室中，我观察到学生对化学现代化的需求日益增长，特别是AI和机器人技术的整合。认识到这一转变，我们现在将先进的AI工具与实验科学相结合，以简化实验室任务并加速发现。

这种转变不是可选的——它是必不可少的。化学必须适应才能在快速发展的科学领域保持相关性和竞争力。传统方法虽然基础，但已不再激发当今学生的兴趣或激发最有创造力的教授的灵感。现实很明显：为了在未来蓬勃发展，化学研究人员必须全面拥抱AI工具，利用其潜力，并在这场变革中发展流利度。那些抵制这种变化的人将面临被抛在一个比以往任何时候都发展更快的领域的风险。

这不仅仅是对现代化的呼吁；这是化学作为一门学科的生存问题。化学长期以来一直被视为“中心科学”，但这已不再足够。中心并不等于前沿。化学必须重新定义自己为一门前沿科学，突破界限，拥抱新技术，并引领创新。只有通过拥抱前沿，我们才能确保这一重要领域的未来，激励下一代科学家，并确保其在解决社会面临的挑战中继续发挥重要作用。

建议与计划

Q：您对下一代科学家有什么建议？

A：无所畏惧。即使成功的几率似乎很小，也要投入实验。实验是希望的本质——它是点燃发现的火花，改变了我们的思维方式、解决问题的方式和塑造未来的方式。它是人类进步的最有力工具。

不要随波逐流或遵循所谓的成功蓝图。真正的突破不是来自谨慎行事或遵循他人的蓝图。相反，要规划自己的路线。远离传统道路，不要害怕质疑你所在领域的教条或挑战被认为是可以接受的事物。最有价值的发现往往超出了看似可能的界限。

冒险不仅仅是一种勇敢的行为——它是一种冒险的邀请。旅程可能充满不确定性，但是回报是无法估量的：发现新事物的兴奋感，重塑观点，以及知道自己为世界做出了独特贡献的满足感。开辟自己的道路，相信你的直觉，拥抱意外。这就是科学和生命的魔力真正开始的地方。

还有一点：在你所做的一切中，要记住总有人比你更不幸。伸出援手帮助他人不仅是一种善良的行为——更是一种成长的机会。当你与需要帮助的人互动时，你会获得新的视角，拓宽你的理解，提升你的思维。

给予从来不是单向的。它创造了思想、经验和同理心的强大交流，丰富了给予者和接受者。通过与来自不同背景和文化的人联系，你不仅会改变他们的生活，还会成为一个更好、更有同情心的人。

Q：您接下来有什么计划？

A：我设想进一步推动网格化学的边界，并推进整个化学领域的发展。我的目标是深化化学、计算机科学和工程学的融合，弥合基础科学与社会需求之间的差距。我特别热衷于继续塑造一个结合AI、化学合成和气候解决方案的新学科。

最终，我的梦想是创建一个无缝连接三个关键循环的系统：基础科学的发现循环，AI驱动的加速创新循环，以及我称之为扩展循环的过程——将发现转化为全球解决方案。这些相互关联的循环有可能重新定义科学如何影响社会的各个层面。

DOI: https://doi.org/10.1038/s41570-025-00691-w

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