唐奖大师论坛 永续科技先驱奥马尔．亚基 莅阳明交大谈永续科技与材料革新

唐奖大师论坛产官学界嘉宾合影。图/阳明交大提供

由阳明交通大学及工研院主办的唐奖大师论坛，今日（10/1）特别邀请2024年唐奖永续发展奖得奖人奥马尔．亚基（Omar M.Yaghi）教授莅临阳明交大，以「永续科技的新进展：金属有机及相关骨架材料的发展与前瞻」为题演讲。演讲过后专精此课题的中研院院长廖俊智、中研院院士王瑜、工研院副总经理李宗铭等人也共同与谈，为2050净零碳排提供解方。

阳明交大林奇宏校长表示，举办唐奖大师论坛的今天刚好遇山陀儿台风逼近台湾，也让我们深刻反思近年来热浪、洪水、飓风和干旱等自然灾害频繁于全球各地发生。而如何在保障基本生存的同时，与地球环境和谐共存，「永续发展」成了备受关注的话题。今日莅临现场的唐奖第6届永续发展奖得主奥马尔．亚基开创出的MOFs和COFs新材料，有破纪录的孔隙度，坚固而具有高结晶度，并有可达数吨的高扩展性，已广泛设计成碳捕集、氢气和甲烷储存及干旱地区集水及净水的应用，这些成果应用于永续发展领域，对永续发展贡献极大，相信在山陀儿台风逼近的今日，此场演讲及对谈能够带来深刻且新的视野。

工研院董事长吴政忠恭贺亚基教授荣获唐奖的「永续发展奖」。他表示，在全球气候变迁下，亚基教授创新的MOFs与COFs材料，可望在未来的环境保护与水资源处理，扮演重要角色。工研院是国际级的应用研究机构，希望在永续环境技术的发展上，能够与亚基教授的团队共同探索保护环境的解决方案，尤其是在水资源保护方面，开发更多创新技术，帮助人类迈向永续的未来。

奥马尔．亚基演讲中提及三个主题：共价有机骨架(COF, covalent organic framework)的二氧化碳捕捉、水的捕捉(water harvesting)、与分子尺度编织(molecular weaving)。首先他介绍了有机金属骨架，其特点是由金属团簇(metal clusters)与有机配体(organic ligand)所组成。在早期MOF的相关研究中，当客体分子被移除，其结构就会崩坏；而他团队研发出的MOF，仍保有结晶性与高比表面积的特点。

在COF方面，COF则是借由共价键展现相当高度的结晶性。奥马尔．亚基介绍了COF-1，在当时没有人相信共架键能形成高度结晶性的结构时，他们借由脱水反应而在粉体X光绕射(PXRD)看到了COF-1的高结晶性。该团队在COF-701中添加氨基(amine)进行二氧化碳捕捉，在烟道气(flue gas)中的二氧化碳捕捉量高到2 mmol/g，且可达超过1000次的循环。

在水的捕捉议题中，奥马尔．亚基使用铝基MOF (Al-MOF)，以模拟与晶体结构研究发现水分子的吸附位置，从亲水位点(hydrophilic)开始吸附、再以氢键(hydrogeon bond)到疏水位点(hydrophobic)，以仅仅200 g的MOF就展现了每日5 L水的回收，甚至在死亡谷(death valley)以太阳热能进行水的回收。

最后则是分子尺度编织，做出了COF-505，具有分子尺度类似锁子甲(chainmail)的编织形态，结构具有一定程度的韧性。COF-525则具有分子尺度类似六边形网孔铁丝网(chicken wire)的编织形态。与高分子混合甚至具有拉伸曲线的性质。

在综合座谈中，奥马尔·亚基分享了他的研究动机，强调其并非单纯为了解决特定问题，而是受到化学分子结构之美所吸引。对于人工智慧（AI）的探讨，他认为人们因不同经验带有偏见，并不是建构在单纯的科学与事实上，因此他非常推崇AI推动的研究。

谈到MOF的商业价值，奥马尔·亚基指出关键在于规模生产，MOF已经有成功的大规模生产案例，而COF仍需努力。奥马尔．亚基说台湾有大量生产的经验并有能力将原型(prototype)商品化、研发速度快…等优势，肯定台湾有MOF商品化的利基。针对环境议题，他强调「AI」、「材料」和「气候」这三者之间的重要互动。

最后，现场同学询问进入学术职涯的准备，奥马尔·亚基鼓励师生要具备独特的技能与勇于挑战的态度，并强调每一项学术成果背后，都隐藏着不为人知的努力。