诺贝尔化学奖 是科学界最负盛名的荣誉之一，由瑞典皇家科学院每年颁发一次。该奖项旨在表彰在化学领域及更广泛的科学布局中做出重大贡献的个人或团队。
近期诺贝尔化学奖得主
诺贝尔奖提名由全球符合资格的个人提交，并由诺贝尔专家委员会进行评审。评选过程严谨且保密，通常需要历经数年的审议与科学影响力评估。
2025年诺贝尔化学奖 于 2025年10月8日公布，旨在表彰与金属有机框架（MOFs）相关的研究。这是一种具有革命性的多孔晶体材料，其结构可调且具有高比表面积。MOFs 卓越的多功能性使其成为应对环境修复、可再生能源、工业催化、医学诊断、药物递送、电子产品及传感技术等全球挑战的适用平台。
CAS 的科学家们早已关注 MOFs 多时（视频），并曾指出该领域确实已“具备获得诺贝尔奖的潜力”。
欲了解更多关于 MOFs 如何塑造材料科学未来的信息，请阅读 CAS 科学家关于其距离“商业临界点”还有多远的见解。
- 2024年：大卫·贝克（David Baker）因其在 计算蛋白质设计，而 Demis Hassabis 和 John Jumper 因 蛋白质结构预测 方面的贡献而获得认可，特别是利用人工智能（如 AlphaFold2）。他们的共同研究实现了对蛋白质前所未有的精准创建与理解，彻底改变了医学和生物学领域。
- 2023：Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus 和 Aleksey Yekimov 因发现并合成了 量子点而获奖。这些纳米级颗粒的性质随尺寸变化，现已广泛应用于从 LED 显示屏到癌症手术的各个领域。他们的突破为现代纳米技术奠定了基础。
- 2022：Carolyn R. Bertozzi、Morten Meldal 和 K. Barry Sharpless 因开创了 点击化学 和 生物正交化学而受到表彰，这些技术使分子即使在生物体内也能快速、精确地结合。他们的工作彻底改变了药物开发和细胞成像技术。
- 2021：Benjamin List 和 David W.C. MacMillan 因开发了 不对称有机催化而共同获得诺贝尔化学奖。，这是一种利用小分子有机物以高精度推动化学反应的方法。这一创新使得分子构建更加高效且环保，尤其是在药物研究领域。
2025年诺贝尔化学奖将于2025年10月8日星期三欧洲中部夏令时间11:45公布。
通往诺贝尔化学奖的三条路径
从 CRISPR 的发明到量子点的开发，获得诺贝尔奖的研究通常遵循 三种轨迹之一。一些发现为整个领域奠定了基础。许多发现引入了加速创新的变革性工具。还有极少数发现带来了改变生活的现实应用。
在本次 独家分析中，CAS 的科学家们研究了诺贝尔奖获奖成果背后的发表模式、合作网络和创新时间线。结果如何？一个基于数据的“三路径”框架，它不仅解释了过去的获奖情况，还有助于预测未来的奖项。示例包括：
基础性理解
- DNA 修复的机理研究。Tomas Lindahl、Paul Modrich、Aziz Sancar。2015年。
- 大气化学, 特别是关于臭氧的形成与分解. Paul J. Crutzen, Mario J. Molina, F. Sherwood Rowland. 1995.
- RNA 的催化特性. Sidney Altman, Thomas R. Cech. 1989.
工具与技术
- 基因组编辑方法的开发. Emmanuelle Charpentier, Jennifer A. Doudna. 2020.
- 超分辨率荧光显微镜的开发. Eric Betzig, Stefan W. Hell, William E. Moerner. 2014.
- 手性催化氢化反应和手性催化氧化反应. William S. Knowles, Ryoji Noyori, K. Barry Sharpless. 2001.
具有影响力的应用
- 导电聚合物的发现与开发. Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa. 2000.
- 锂离子电池的开发. John B. Goodenough, Stanley Whittingham, Akira Yoshino. 2019.
- 富勒烯的发现. Robert F. Curl Jr., Sir Harold W. Kroto, Richard E. Smalley. 1996.
我们分析得出的一个重要结论是什么？有志于获得诺贝尔奖的科学家必须保持耐心。从发表披露初步发现的开创性论文，到该项工作获得诺贝尔奖认可，平均需要经过 25 年的时间。
下一个诺贝尔奖可能会花落谁家？
科学突破往往始于挑战传统的宏大构想，它们开启了新的可能性并重塑了整个领域。CAS 的科学家们持续追踪那些具有变革医学、材料和分子设计潜力的前沿创新领域。
以下是我们科学家针对一些他们认为早该获得诺贝尔奖委员会关注的课题所提出的见解。
分子编辑. 由诸如 Mark Levin等研究人员开创，分子编辑涵盖了 C–H 官能团化、骨架编辑和后期多样化等技术，正在重新定义化学家设计和优化药物化合物的方式。这种方法不再需要从零开始构建分子，而是能够对现有结构进行精确修饰。这些方法使科学家能够快速生成具有更高药效、选择性和药理特性的类似物。
下一代 DNA 测序。 由 Shankar Balasubramanian、 David Klenerman及其合作者开发的边合成边测序技术，使基因组测序变得更快、更经济且更易于普及。这一创新依赖于可逆终止化学，即荧光标记的核苷酸一次被整合一个碱基。其结果是能够以高精度和高通量实时检测 DNA 合成。该技术的影响涵盖了精准医疗、癌症治疗、病原体鉴定以及全球基因组学研究。
太阳能电池。太阳能电池化学的进步，特别是在钙钛矿和有机光伏领域，彻底改变了可再生能源。研究人员如 Henry Snaith、 Tsutomu Miyasaka以及 Alex K.Y. Jen 开发出的混合材料，在效率上可与硅媲美，同时具备低成本、基于溶液的制造优势。这些技术有望实现可印刷、可全球部署的柔性轻量化太阳能电池板。它们通过可扩展的化学创新解决了紧迫的能源需求，是可持续能源解决方案向前迈出的重要一步。
C-H 键活化与官能团化。 由 John Hartwig、 余金权（Jin-Quan Yu）及其他领先研究人员开创的 C-H 键活化与官能团化，代表了合成化学的一项突破。该方法通过实现传统上不活泼的 C-H 键向有价值的 C-C、C-N、C-O 及其他键的直接转化，改变了化学家构建复杂分子方式。通过消除对预官能团化起始原料的需求，C-H 键活化简化了合成路线并减少了所需步骤。该领域包括过渡金属催化方面的重大进展，特别是钯、铑和钌体系。
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图片来源：© Nobel Prize Outreach。摄影：Clément Morin。
