诺贝尔奖得主奥马尔·亚吉的科研传奇之路

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诺贝尔奖得主奥马尔·亚吉的科研传奇之路

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2025-10-09

2025年10月8日，瑞典皇家科学院发布公告，美籍约旦裔化学家奥马尔·M·亚吉（Omar M. Yaghi）因在金属有机框架（MOF）材料领域的开创性贡献，与北川进、理查德·罗布森共同斩获诺贝尔化学奖。亚吉在机场转机时接到了这通来自瑞典的电话，周遭都是行色匆匆的旅客，获得诺奖的通知让他感到非常意外：“这种感觉实在太特别了，我很惊讶。”

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不过，如果你了解他的人生经历，你可能会更加惊讶。

牛棚里的童年

1965年，亚吉出生在约旦首都安曼的巴勒斯坦难民聚居区，家中9个孩子挤在一间没有通电的土坯房里，房间的另一半还得留给维持生计的牲畜。对他而言，童年最深刻的记忆有两个：一是每周或每两周一次的“供水日”，二是图书馆里那张神奇的分子结构图。

“市政供水车只会停留6小时，装满所有储水罐是我童年最重要的任务。”亚吉在采访中回忆道。在水资源极度匮乏的沙漠地区，这些储水罐维系着一家人十几天的生存，浑浊的水沉淀后，上层的清水供饮用，下层的泥水则用来洗衣喂畜。这种对“匮乏”的切身体验，埋进了他心底，让他日后对“资源高效利用”有着本能的执念。他的父亲经营着一家小肉铺，虽几乎不会读写，却坚信“教育是唯一的出路”，常对孩子们说：“我们拥有的不多，但知识能让你给予更多。” 这份朴素的信念，成为亚吉前行的最初动力。

10岁那年，亚吉在学校图书馆偶然翻到一本化学启蒙书，书中复杂的分子结构图瞬间抓住了他的目光。“我看不懂那些符号，却被那种对称的、精密的美震撼了。”他后来在采访中坦言。从那天起，他常常省下买食物的钱，用来借阅化学书籍，在作业本上反复描摹分子结构。即便在昏暗的煤油灯下，那些线条也仿佛拥有魔力，让他暂时忘却了棚屋的拥挤与生活的窘迫。这份对化学的懵懂热爱，在资源匮乏的环境中悄然生长，成为照亮他昏暗童年的微光。

儿时唯一一张合照上，站在最前的亚吉手上还拿着一本书｜Omar M. Yaghi

15岁时，在父亲的鼓励下，亚吉怀揣着仅有的积蓄和一叠化学笔记，独自登上了前往美国的航班。彼时的他一句英语也不会，既没有高中文凭，也没有亲友依靠，唯一的行李是对知识的渴望和父亲的嘱托。初到纽约，他住在廉价的地下室，白天在超市分装货物、打扫地板赚取生活费，晚上则去社区大学恶补英语和基础课程。凭借惊人的毅力，他用5年时间完成了别人需要7年的学业，20岁便顺利拿下纽约州立大学学士学位，为自己争取到了通往化学世界的入场券。

纽约州立大学奥尔巴尼分校图源：网络

“我不是拒绝财富，而是更渴望创造未知的价值”

1985年，亚吉考入伊利诺伊大学厄巴纳分校攻读博士学位，师从著名化学家乔纳森·福克纳。在这里，他第一次接触到“多孔材料”领域。当时，这一领域的研究还停留在“黑匣子”阶段：研究人员将原料加热到500℃以上，全凭运气等待产物，既无法预测结构，也难以控制性能。“这就像蒙眼搭积木，完全没有章法。” 亚吉对此深感困惑，开始思考：“能否像建筑师一样，精准设计出具有特定结构的材料？” 这个念头后来一直伴随着他走过整个科研生涯。

1990年，亚吉获得博士学位，随即进入哈佛大学从事博士后研究，逐渐在学术圈内崭露头角。此时的他站在了人生的十字路口：一边是工业界抛出的橄榄枝——知名化工企业开出六位数美元的年薪，还承诺解决他家人的移民问题；另一边是学术界的邀请——亚利桑那州立大学提供助理教授职位，允许他建立独立实验室，但薪水仅为工业界的三分之一。当时，亚吉的父母在约旦仍过着清贫的生活，若选择高薪便能立刻改善他们的处境，这让他陷入了纠结。

然而，对思想自由的渴求最终让他选择了学术探索。“工业界承诺了更高的薪水，但这并不能代表一切。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。” 亚吉后来在专访中解释道。他最终拒绝了高薪offer，选择开启充满未知的学术探索之路。

在亚利桑那州立大学的实验室里，亚吉面临着双重挑战：经费短缺和技术空白。为了节省开支，他亲自设计实验装置，从废品站回收玻璃器皿，甚至自己动手焊接反应釜。“那时实验室的预算只够买最基础的试剂，很多设备都是‘拼凑’出来的。” 他的学生后来回忆道。1992年，他首次合成出一种具有规则孔隙的金属有机复合物，虽稳定性不足，却让他看到了

图源：网络

破局MOF：从“5%的认可”到材料革命

1995年，亚吉的研究迎来关键转折。他的团队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，这一突破成功生成了晶体延伸结构，彻底改变了固体结构制备的传统模式。随后，他在《化学评论》上发表论文，首次提出“金属有机框架（MOF）”这一概念，系统阐述了通过金属离子与有机配体“精准组装”构建多孔材料的理论。

图源：网络

这篇论文最初的引用率极低，95%的同行都持怀疑态度，认为这种材料“看似美好，实则无用”。但亚吉坚信自己的方向正确，在喧嚣的质疑声中，他捕捉到了少数支持者的坚定声音，并由此总结出著名的“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，才是你值得关注的。你要认真对待批评，但最终，你应该相信自己的直觉，做你知道需要做的事情。” 这份清醒与坚持，成为他穿越学术迷雾的指南针。

2003年，亚吉团队取得了里程碑式的突破——合成出稳定性极强的MOF-5材料。这种材料以锌离子为“节点”，以对苯二甲酸为“连杆”，形成如同蜂巢般的三维结构，一克MOF-5的表面积堪比一个足球场。更重要的是，它能在高温、潮湿环境中保持稳定，彻底打破了“MOF材料脆弱无用”的偏见。“当我们用扫描电镜看到那规整的晶体结构时，整个实验室都沸腾了。” 亚吉至今犹记当时的激动。MOF-5的诞生，让多孔材料从“随机合成”迈入“精准设计”的新纪元，如同为化学家配备了一套可自由组合的“分子乐高”，通过更换金属节点和有机连杆，就能定制出具有不同功能的材料。

图源：researchgate.net

亚吉团队趁热打铁，相继合成出一系列新型MOF材料：能高效吸附二氧化碳的MOF-74，能储存氢气的MOF-177，以及能从空气中捕获水分的MOF-303。这些成果让MOF从理论走向现实，为解决全球能源与环境难题提供了新方案。

其中，从空气中收集水分的研究，恰恰回应了亚吉童年时所经历的水资源匮乏。他的团队在加利福尼亚莫哈韦沙漠进行实地测试，每公斤MOF-303每天能产出0.7升水；即便在相对湿度仅7%的极端干旱天气，仍能稳定产生0.2升水。这个以太阳能为动力的水收集器，让“沙漠变绿洲”的梦想有了实现的可能，也让亚吉在2020年斩获英国皇家化学会“水资源可持续发展奖”。

亚吉的睡眠时间经常只有3-5小时，常常半夜3点给学生打电话讨论实验进展。正是这份执着和坚持，让他不断攻克难关。2006年，他调任加州大学洛杉矶分校教授，2012年起担任加州大学伯克利分校James & Neeltje Tretter讲席教授，同时兼任劳伦斯·伯克利国家实验室科学家。

结语：科学带来的无限可能

亚吉的开创性贡献逐渐获得全球科学界的认可。2017年，他获得阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖；2018年，他斩获沃尔夫化学奖，这两项荣誉被视为诺奖的“风向标”。但他并未停下脚步，又开创了共价有机框架（COF）材料领域，进一步拓展了多孔材料的应用边界，还成功实现了“分子编织”这一曾被视为遥不可及的科学梦想。2019年，他当选美国国家科学院院士，2024年，沙特阿拉伯国王颁布皇家法令，授予他沙特公民身份——这个从难民家庭走出的科学家，如今已成为多国认可的科学权威。