2025 年诺贝尔化学奖又给了超分子化学领域，这次是金属有机框架（MOF）相关研究。这不仅是 MOF 材料的高光时刻，更是整个超分子化学圈的大喜事 —— 算上这次，这领域已经三次拿诺奖了！这说明咱们人类现在能精准摆弄分子、造出全新物质，分子级 “精细活儿” 的时代真的来了。

一、超分子化学的三次诺奖 “里程碑”

超分子化学的发展，说白了就是人类不断琢磨“怎么把分子玩出花样” 的过程，每一次诺奖都像给这门学科踩了个“加速键”。

1. 1987 年：给超分子化学 “起名字”

法国科学家让 - 玛丽・莱恩（Jean-Marie Lehn），还有另外两位科学家唐纳德・J・克拉姆（Donald J. Cram）、查尔斯・J・佩德森（Charles J. Pedersen），一起拿了 1987 年的诺贝尔化学奖，三人各分三分之一。莱恩最关键的贡献是提出了 “超分子化学” 这个概念 —— 以前化学都研究单个分子靠共价键连起来的样子，他却把研究范围扩大到 “好几个分子靠非共价键（比如氢键、范德华力）凑成的复杂体系”。这就像以前化学家只知道造 “砖块”，现在突然学会设计 “砖块怎么自己粘成房子”，一下子打开了新世界的大门。

2. 2016 年：做出 “分子小机器”

2016 年的诺奖给了三位科学家：法国的让 - 皮埃尔・索瓦日（Jean-Pierre Sauvage）、美国的 J・弗雷泽・斯托达特爵士（J. Fraser Stoddart），还有荷兰的伯纳德・L・费林加（Bernard L. Feringa）。他们靠超分子化学的原理，造出了能 “动” 的微观机器 —— 比如分子马达、分子开关，这些小东西能感应外界刺激（像光照、温度变化）然后动起来。以前只在科幻里见过的 “迷你机器”，这下真造出来了，超分子化学总算从 “纸上谈兵” 开始往 “实际能用” 走了。

3. 2025 年：搭出 “3D 分子框架”

2025 年，瑞典皇家科学院把诺奖颁给了三位研究 MOF 的科学家：京都大学的北川进（Susumu Kitagawa）、墨尔本大学的理查德・罗布森（Richard Robson），还有加州大学伯克利分校的奥马尔・亚吉（Omar Yaghi）。他们厉害在哪？以前超分子组装只能弄出零维的 “小笼子”、一维的 “小链条”，他们却搞出了三维的、硬挺的、带孔的框架结构 —— 这框架的孔道大小、功能都能 “定制”，想要啥样就设计啥样，MOF 材料这下彻底 “灵活起来” 了。

二、超分子化学为啥这么重要？

超分子化学能三次拿诺奖，肯定有它的 “过人之处”—— 它给了咱们一种 “从下往上” 的精准制造方法，带来的改变可不是一星半点：

1. 从 “等着用” 到 “照着做”

以前研究化学，大多是 “发现某个分子有啥用就用啥”；现在有了超分子化学，咱们能像建筑师画图纸一样，先设计好分子要拼成啥样、有啥功能，然后让分子自己 “组队” 变成想要的材料。比如研究人员设计的 “营养金属有机骨架（NuMOF）铁盐”，模型画出来啥样，实际做出来用电子显微镜一看，几乎一模一样，精准度特别高。

2. 从 “一动不动” 到 “能屈能伸”

超分子形成的体系特别 “机灵”—— 能感知周围环境变化，比如温度高了、遇到特定分子了，就会调整自己的结构。就像给材料装了 “传感器”，能实现 “智能送药”（比如到了肿瘤部位再放药）、“精准检测”（比如一碰到有害物质就报警），比传统材料灵活多了。

3. 用 “小分子” 解决 “大问题”

现在咱们面临的难题，像能源不够、水被污染、生病不好治，说到底都需要新的好材料来解决。超分子化学就能造这种材料 —— 比如清华大学张正华团队做的 “埃米限域催化膜”，在膜的小孔里搞出 “纳米级的催化小空间”，水一过滤就能净化，给解决水污染提供了新办法。

三、超分子化学早就在咱们身边了

别觉得超分子化学是 “高高在上的学问”，其实它早就融入日常生活了，衣食住行都可能沾边：

1. 吃药更有效：靠 “共晶技术” 优化

药能治病，靠的就是能在身体里找到“靶点”（比如蛋白质），像钥匙开锁一样精准作用。但很多药物作为“钥匙”并不完美——溶解差、吸收慢、稳定性也不好。 而 “共晶技术” 作为超分子化学的分支，作为调控物质的”高手“ —— 它能排列药物分子的晶体结构，让药更易溶解、更稳定，吸收效果也更好。比如治心衰的 “诺欣妥”，就是靠共晶技术解决了以前药效不稳定、吸收差的问题，现在成了心衰患者的"救命药“之一。

2. 补营养：让“难吸收、易失效”的营养成分真正发挥作用

很多人知道姜黄对身体好，可问题是——它的有效成分“姜黄素”就像一位“脾气大”的明星：不爱溶于水、进肚子吸收率低，效果就打了折扣。

后来，科学家用上了“共晶技术”，让姜黄素和一种可食用分子——左旋肉碱“牵手”形成共晶结构。结果神奇的事发生了：姜黄素溶解度大幅提升。在左旋肉碱的协同下，姜黄素的身体吸收效率直接提升了60倍！
如今，市面上那些主打“高效吸收”的姜黄保健品，背后多数都在用这项技术。 

3. 新材料让生活更方便

现在的可降解塑料、能自己修复的材料、精准检测的传感器，背后都有超分子化学的影子。比如可降解塑料，靠超分子作用让材料在自然环境里慢慢 “分解”，不污染环境；自修复材料要是有小裂缝，超分子键能自己 “重新连起来”，东西不容易坏；传感器能靠超分子的 “敏感性”，一碰到有害物就报警，比如检测食品安不安全、空气干不干净都能用。

四、共晶技术：超分子化学里 “最接地气” 的分支

超分子化学的世界很大，而共晶技术可以说是其中“最接地气”的分支之一。它不是停留在实验室的概念，而是真正解决了药物、营养品中活性成分“难溶、易失效”等实际问题。

1. 共晶技术咋回事？

打个比方，它就像分子世界里的“搭积木高手”。通过分子间的非共价键（比如氢键、范德华力），把 “有用的活性成分”（像药、营养物质）和 “好脾气的配体分子”（比如能吃的氨基酸）像搭积木一样精准拼一起，形成新的 “共晶体”。

可别小看这种组合——这不是简单的混合，而是形成了稳定又有序的晶体结构。这样一来，原本难溶、容易氧化失活的活性成分就变得更听话：更容易溶解、更稳定，也更容易被人体吸收。

2. 例子：共晶还原型辅酶 Q10

辅酶 Q10 是细胞里的“能量转换器”，帮助身体把营养转化成能量，尤其是心脏和大脑这些“耗能大户”，特别离不开它。辅酶 Q10 其实有两种形态：氧化型（Ubiquinone）和还原型（Ubiquinol）。
其中，还原型才是人体血液中主要的存在形式，活性更高，抗氧化能力也更强，对心血管健康和能量代谢的作用更直接。但麻烦在于——还原型 Q10 特别“娇气”：

1.容易被氧化，暴露在空气中就会失效；

2.不好做成固体保健品（胶囊、软糖等）；

3.生产过程中还得全程用氮气保护，成本高得多。

这时，共晶技术就成了“救场英雄”。科学家找到合适的可食用配体，让还原型 Q10 与之形成稳定的“共晶体”。这种结构让 Q10 不再轻易被氧化，溶解速度提升了 30 倍、吸收率提高了 5 倍。

如今，加拿大 Jamieson、美国最大保健品跨境电商之一iherb、香港新锐高端保健品品牌FineNutri (斐萃）等国际品牌，已经把“共晶 辅酶Q10”应用到胶囊和软糖中，让超分子化学的成果真正走进了我们的日常健康补充中。

五、超分子化学的未来：会更 “懂” 我们的需求

从 1987 年到 2025 年，三次诺奖证明超分子化学不是 “实验室里的花架子”，而是能实实在在推动产业升级、改善生活的技术。专注于升级营养成分的共晶科技这样的企业，还在继续琢磨怎么把超分子技术做得更实用，让更多 “分子级的创新” 变成咱们能买到的健康产品。

以后，超分子化学肯定会在更多领域发力 —— 比如做出更精准的靶向药、更有效的保健品、更环保的材料，真正帮我们解决健康、生活里的难题。超分子化学的 “黄金时代”，才刚刚开始呢！

资料来源

[1] Yang, X., Zhang, L., Chen, F., Gao, W., Zheng, Z., Wang, T., ... & Jaklenec, A. (2025). Ferrous nutritional metal-organic framework as food fortificant. Matter.

[2] Meng, C., Ding, B., Zhang, S., Cui, L., Ostrikov, K. K., Huang, Z., ... & Zhang, Z. (2022). Angstrom-confined catalytic water purification within Co-TiOₓ laminar membrane nanochannels. Nature Communications, 13(1), 4010.

[3] Zhu, B., Zhang, Q., Lu, L., Bao, J., Rong, X., Wang, J. R., & Mei, X. (2021). Cocrystals to tune oily vitamin E into crystal vitamin E. International Journal of Pharmaceutics, 592, 120057.

[4] https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-prizes-in-chemistry/