2025年諾貝爾化學獎授予了在金屬有機框架（MOF）開發(fā)方面作出貢獻的三位科學家。這三位化學家所創(chuàng)造的分子建筑，為人類應對氣候變化、環(huán)境污染和能源儲存等全球性挑戰(zhàn)開辟了全新路徑。

MOF是一種由金屬離子作為“角點”，有機分子作為“連桿”通過自組裝形成的具有巨大空腔的晶體結(jié)構，其在農(nóng)藥創(chuàng)新方面有諸多啟示，具體如下： 

精準控釋：MOF具有多孔結(jié)構和可調(diào)節(jié)的孔徑，能夠負載農(nóng)藥分子，并實現(xiàn)對農(nóng)藥的可控釋放。如中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所質(zhì)量與安全課題組制備的pH響應型Ag-TCPP@MYC@MPN納米載藥體系，可根據(jù)環(huán)境pH值緩慢釋放腈菌唑，增加了農(nóng)藥的環(huán)境穩(wěn)定性和持效期。

提高農(nóng)藥利用率：MOF材料可以通過表面修飾等手段，增強與植物表面的粘附性，從而提高農(nóng)藥的沉積量和利用率。上述研究中利用金屬多酚網(wǎng)絡（MPN）修飾卟啉MOFs，增強了載體在蔬菜表面的附著力，減少了農(nóng)藥的流失。

協(xié)同增效：MOF不僅可以負載農(nóng)藥，還可以與其他具有生物活性的物質(zhì)結(jié)合，發(fā)揮協(xié)同作用。Ag-TCPP@MYC@MPN納米載藥體系中的單寧酸和Ag+可與腈菌唑協(xié)同抑制枯萎病菌，提高了抑菌效果。

降低農(nóng)藥殘留：通過精準控釋和提高利用率，MOF能夠減少農(nóng)藥的使用量，從而降低農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留。實驗表明，施用Ag-TCPP@MYC@MPN 14天后，小白菜上腈菌唑農(nóng)藥殘留為0.05mg/Kg，符合相關標準。

環(huán)境友好型農(nóng)藥開發(fā)：MOF的設計靈活性使得科學家可以根據(jù)需求選擇不同的金屬離子和有機配體，合成具有特定功能的MOF材料。這為開發(fā)環(huán)境友好型農(nóng)藥提供了可能，如設計能夠選擇性吸附和降解特定污染物的MOF，或者開發(fā)對有益生物無害的農(nóng)藥載體。

諾貝爾化學委員會主席 Heiner Linke 在新聞發(fā)布會上表示，金屬有機框架材料具有巨大潛力，為定制設計具有全新功能的材料帶來了前所未有的機遇。這些由金屬離子作為“拐角”或節(jié)點，由有機分子作為“連桿”或支柱，通過自組裝方式搭建起來的高度有序的晶體結(jié)構，其內(nèi)部充滿了微觀尺寸的孔洞。正是這些可以被精確設計的孔洞，賦予了化學家們前所未有的能力，去捕獲、儲存、分離特定的分子，甚至在其中催化化學反應。從沙漠空氣中收集飲用水，到從工業(yè)廢氣中捕獲二氧化碳；從過濾水中微量的藥物殘留和全氟及多氟烷基物質(zhì)，到為氫能源汽車設計更安全高效的儲氣罐，MOFs 展現(xiàn)的應用圖景幾乎無所不包，被部分研究者譽為“21 世紀的材料”。

誠然，從實驗室的克級制備到工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)，MOFs仍面臨著成本、穩(wěn)定性及生產(chǎn)工藝等方面的挑戰(zhàn)。展望未來，MOFs領域的發(fā)展將聚焦于克服上述挑戰(zhàn)，研究方向?qū)ǎ洪_發(fā)使用廉價、易得的原料合成高性能MOFs的新途徑；探索綠色、高效、可連續(xù)化生產(chǎn)的新工藝；利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術加速新結(jié)構MOFs的發(fā)現(xiàn)與性能預測。2025年諾貝爾化學獎的授予，無疑將極大地提升公眾和產(chǎn)業(yè)界對MOFs的關注度，吸引更多投資和優(yōu)秀人才進入該領域，從而加速其從“實驗室奇跡”到“改變世界的技術”的轉(zhuǎn)變。