唐獎大師論壇 永續科技先驅奧馬爾．亞基 蒞陽明交大談永續科技與材料革新

唐獎大師論壇產官學界嘉賓合影。圖/陽明交大提供

由陽明交通大學及工研院主辦的唐獎大師論壇，今日（10/1）特別邀請2024年唐獎永續發展獎得獎人奧馬爾．亞基（Omar M.Yaghi）教授蒞臨陽明交大，以「永續科技的新進展：金屬有機及相關骨架材料的發展與前瞻」爲題演講。演講過後專精此課題的中研院院長廖俊智、中研院院士王瑜、工研院副總經理李宗銘等人也共同與談，爲2050淨零碳排提供解方。

陽明交大林奇宏校長表示，舉辦唐獎大師論壇的今天剛好遇山陀兒颱風逼近臺灣，也讓我們深刻反思近年來熱浪、洪水、颶風和乾旱等自然災害頻繁於全球各地發生。而如何在保障基本生存的同時，與地球環境和諧共存，「永續發展」成了備受關注的話題。今日蒞臨現場的唐獎第6屆永續發展獎得主奧馬爾．亞基開創出的MOFs和COFs新材料，有破紀錄的孔隙度，堅固而具有高結晶度，並有可達數噸的高擴展性，已廣泛設計成碳捕集、氫氣和甲烷儲存及乾旱地區集水及淨水的應用，這些成果應用於永續發展領域，對永續發展貢獻極大，相信在山陀兒颱風逼近的今日，此場演講及對談能夠帶來深刻且新的視野。

工研院董事長吳政忠恭賀亞基教授榮獲唐獎的「永續發展獎」。他表示，在全球氣候變遷下，亞基教授創新的MOFs與COFs材料，可望在未來的環境保護與水資源處理，扮演重要角色。工研院是國際級的應用研究機構，希望在永續環境技術的發展上，能夠與亞基教授的團隊共同探索保護環境的解決方案，尤其是在水資源保護方面，開發更多創新技術，幫助人類邁向永續的未來。

奧馬爾．亞基演講中提及三個主題：共價有機骨架(COF, covalent organic framework)的二氧化碳捕捉、水的捕捉(water harvesting)、與分子尺度編織(molecular weaving)。首先他介紹了有機金屬骨架，其特點是由金屬團簇(metal clusters)與有機配體(organic ligand)所組成。在早期MOF的相關研究中，當客體分子被移除，其結構就會崩壞；而他團隊研發出的MOF，仍保有結晶性與高比表面積的特點。

在COF方面，COF則是藉由共價鍵展現相當高度的結晶性。奧馬爾．亞基介紹了COF-1，在當時沒有人相信共架鍵能形成高度結晶性的結構時，他們藉由脫水反應而在粉體X光繞射(PXRD)看到了COF-1的高結晶性。該團隊在COF-701中添加氨基(amine)進行二氧化碳捕捉，在煙道氣(flue gas)中的二氧化碳捕捉量高到2 mmol/g，且可達超過1000次的循環。

在水的捕捉議題中，奧馬爾．亞基使用鋁基MOF (Al-MOF)，以模擬與晶體結構研究發現水分子的吸附位置，從親水位點(hydrophilic)開始吸附、再以氫鍵(hydrogeon bond)到疏水位點(hydrophobic)，以僅僅200 g的MOF就展現了每日5 L水的回收，甚至在死亡谷(death valley)以太陽熱能進行水的回收。

最後則是分子尺度編織，做出了COF-505，具有分子尺度類似鎖子甲(chainmail)的編織形態，結構具有一定程度的韌性。COF-525則具有分子尺度類似六邊形網孔鐵絲網(chicken wire)的編織形態。與高分子混合甚至具有拉伸曲線的性質。

在綜合座談中，奧馬爾·亞基分享了他的研究動機，強調其並非單純爲了解決特定問題，而是受到化學分子結構之美所吸引。對於人工智慧（AI）的探討，他認爲人們因不同經驗帶有偏見，並不是建構在單純的科學與事實上，因此他非常推崇AI推動的研究。

談到MOF的商業價值，奧馬爾·亞基指出關鍵在於規模生產，MOF已經有成功的大規模生產案例，而COF仍需努力。奧馬爾．亞基說臺灣有大量生產的經驗並有能力將原型(prototype)商品化、研發速度快…等優勢，肯定臺灣有MOF商品化的利基。針對環境議題，他強調「AI」、「材料」和「氣候」這三者之間的重要互動。

最後，現場同學詢問進入學術職涯的準備，奧馬爾·亞基鼓勵師生要具備獨特的技能與勇於挑戰的態度，並強調每一項學術成果背後，都隱藏着不爲人知的努力。