北川進的 MOF 與莊子的道通為一——由諾貝爾化學獎說起
今年諾貝爾化學獎由李察.笠臣(Richard Robson)、奧馬.也基(Omar M. Yaghi)以及北川進獲得,他們在不同時地研究「金屬有機框架」(metal-organic framework, MOF),開拓未知的化學領域,並能開發實際應用,而獲得殊榮。其中北川進研究的故事,竟然貫通古今、哲學和化學,在非學術的領域仍有借鑒的價值。
MOF 由金屬和有機物構合而成,結構好像一個立體支架,離子之間就是空隙。MOF 正正靠賴空隙的大小、不同金屬和有機物的運用,來達成各種過濾作用。應用範圍包括捕捉二氧化碳、在水中過濾 PFAS 等。基於三位化學家的研究,其他化學家可設計各式各樣的 MOF,來篩選特定物質。
北川進的研究歷程並非一帆風順,曾被判定研究沒有意義。他在學生時代閱讀諾貝爾物理學獎得主湯川秀樹的著作,內裡湯川引述《莊子》「無用之用」的典故,北川以此為座右銘,在看似無用的研究之中發掘用處。一九九二年,北川首次展示他建立的分子結構,他意圖繼續研究,申請經費時,審核方看不出研究有何意義,申請遭拒。北川並未終止研究,一九九七年,他和團隊改良原本的 MOF,令液體和氣體都可通過,從中可抽取甲烷、氮、氧。這在化學界中是重大突破。
