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奥马尔·M·亚吉:从难民之子到诺贝尔化学奖得主的科学传奇

2025年10月8日,瑞典皇家科学院正式宣布,美籍约旦裔化学家奥马尔·M·亚吉(Omar M. Yaghi)因其在金属有机框架材料领域的开创性工作,与北川进、理查德·罗布森共同荣获诺贝尔化学奖。亚吉在机场中转时接到了来自瑞典的电话,周围旅客匆匆而行,获奖消息让他倍感意外:“这感觉非常独特,我实在惊讶。”

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然而,如果你深入他的生命历程,或许会更加惊叹。

牛棚里的童年

1965年,亚吉诞生于约旦安曼的巴勒斯坦难民区,一家九口挤在一间无电的土坯房中,另一半空间还饲养着牲畜。童年记忆里,最深刻的是每周的“供水日”和图书馆里那张神秘的分子结构图。

“市政供水车只停留六小时,装满储水罐是我童年最重要的职责。”亚吉回忆道。在干旱的沙漠地区,这些储水罐维系家庭生存,浑浊水沉淀后,上层饮用,下层洗衣喂畜。这种对“稀缺”的亲身体验,深植他心,让他日后对“资源高效利用”产生执着。父亲经营小肉铺,虽识字不多,却坚信“教育是唯一出路”,常对孩子说:“我们拥有有限,但知识能让你贡献更多。”这朴素信念,成为亚吉前进的动力。

十岁那年,亚吉在学校图书馆偶然发现一本化学启蒙书,书中复杂的分子结构图瞬间吸引了他。“我看不懂符号,却被那种对称、精密的美震撼。”他后来坦言。从此,他常省下食物钱借阅化学书,在作业本上描摹分子结构。即使在昏暗煤油灯下,那些线条也仿佛有魔力,让他暂忘拥挤与贫困。这份对化学的朦胧热爱,在资源匮乏中悄然生长,成为照亮童年的微光。

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儿时唯一合照上,站在最前的亚吉手拿一本书|Omar M. Yaghi

十五岁时,在父亲鼓励下,亚吉怀揣积蓄和化学笔记,独自飞往美国。彼时他不懂英语,无高中文凭,无亲友依靠,仅带对知识的渴望和父亲嘱托。初到纽约,他住廉价地下室,白天在超市打工赚生活费,晚上在社区大学恶补英语和课程。凭借惊人毅力,他用五年完成七年学业,二十岁获得纽约州立大学学士学位,赢得化学世界的入场券。

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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,师从乔纳森·福克纳。在此,他首次接触“多孔材料”领域。当时,研究还处“黑匣子”阶段:原料加热到500℃以上,凭运气等产物,无法预测结构或控制性能。“这像蒙眼搭积木,毫无章法。”亚吉深感困惑,开始思考:“能否像建筑师般精准设计特定结构材料?”这念头伴随他整个科研生涯。

1990年,亚吉获博士学位,进入哈佛大学做博士后,逐渐崭露头角。此时他站在人生十字路口:一边是工业界橄榄枝——知名化工企业开六位数年薪,承诺解决家人移民;另一边是学术界邀请——亚利桑那州立大学提供助理教授职位,允许建独立实验室,但薪水仅工业界三分之一。当时父母在约旦清贫,高薪可立刻改善处境,让他纠结。

然而,对思想自由的渴望最终让他选择学术探索。“工业界承诺高薪,但非一切。学术界,我有机会建立属于自己的东西:一个追逐想法、进行有意义研究并指导学生的实验室——这些是工业界无法复制的机会。”亚吉解释。他最终拒绝高薪offer,开启未知学术之路。

在亚利桑那州立大学实验室,亚吉面临经费短缺和技术空白双重挑战。为节省开支,他亲自设计装置,从废品站回收玻璃器皿,甚至动手焊接反应釜。“那时实验室预算只够买基础试剂,很多设备是‘拼凑’的。”学生回忆。1992年,他首次合成出规则孔隙金属有机复合物,虽稳定性不足,却让他看到希望。

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图源:网络

破局MOF:从“5%的认可”到材料革命

1995年,亚吉研究迎关键转折。团队发现将过渡金属离子与带电羧酸配体连接形成强金属-配位键的条件,突破生成晶体延伸结构,彻底改变固体结构制备传统模式。随后,他在《化学评论》发表论文,首次提出“金属有机框架(MOF)”概念,系统阐述通过金属离子与有机配体“精准组装”构建多孔材料理论。

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图源:网络

论文最初引用率低,95%同行持怀疑,认为材料“看似美,实无用”。但亚吉坚信方向正确,在质疑声中,捕捉少数支持者坚定声音,总结著名“5%规则”:“当95%人怀疑你时,仍有5%人坚定认可你所做价值。这些人,才值得关注。你要认真对待批评,但最终,应相信直觉,做你知道需做的事。”这份清醒与坚持,成为他穿越学术迷雾指南针。

2003年,亚吉团队取得里程碑突破——合成稳定性极强MOF-5材料。这种材料以锌离子为“节点”,对苯二甲酸为“连杆”,形成蜂巢般三维结构,一克MOF-5表面积堪比足球场。更重要的是,它能在高温、潮湿环境保持稳定,彻底打破“MOF材料脆弱无用”偏见。“当我们用扫描电镜看到规整晶体结构时,整个实验室沸腾。”亚吉犹记激动。MOF-5诞生,让多孔材料从“随机合成”迈入“精准设计”新纪元,如同为化学家配备可自由组合“分子乐高”,通过更换金属节点和有机连杆,就能定制不同功能材料。

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图源:researchgate.net

亚吉团队趁热打铁,相继合成一系列新型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新方案。

其中,从空气中收集水分的研究,正呼应亚吉童年所历水资源匮乏。团队在加利福尼亚莫哈韦沙漠实地测试,每公斤MOF-303每天产出0.7升水;即便相对湿度仅7%极端干旱天,仍能稳定产0.2升水。这个以太阳能为动力水收集器,让“沙漠变绿洲”梦想有望实现,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”。

亚吉睡眠常仅3-5小时,常半夜3点给学生打电话讨论实验进展。正是这份执着,让他不断攻关。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

亚吉开创性贡献渐获全球科学界认可。2017年,他获阿尔伯特·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“风向标”。但他未停步,又开创共价有机框架材料领域,拓展多孔材料应用边界,还成功实现“分子编织”这一曾遥不可及科学梦想。2019年,他当选美国国家科学院院士,2021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科学家,现已成为多国认可科学权威。

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图源:网络

2025年10月8日,诺贝尔化学奖喜讯传来,亚吉在机场转机途中接到诺贝尔基金会电话。电话采访背景音中,不时可听到航班起飞前播报——这或许是对亚吉波折人生绝佳注脚。

从约旦难民棚屋,到斯德哥尔摩诺奖殿堂,亚吉故事,让人们看到科学创造出的无限可能。