專訪》用「空氣經濟學」拯救世界 唐獎得主亞基曝AI加持「2050淨零轉型有譜」

巴勒斯坦裔、美籍學者亞基(Omar M. Yaghi)獲得第六屆唐獎永續發展獎,他在約旦安曼長大,10歲時就對分子著迷。他形容這項從空氣中抓取分子的科技開創了「空氣經濟學」,可以為全球打造乾淨的空氣、水和能源,還可以應用在生物醫學,治療癌症。令他最興奮的是,未來在AI協助下,可以加速開發更多新材料。

現年59歲的亞基神彩奕奕,18日在美國家中接受視訊訪談,對於獲得唐獎永續發展獎,他感到非常榮幸,希望9月時訪問台灣,與台灣的科學界進一步交流。

15歲移民美國 跳過高中20歲大學畢業

亞基在約旦安曼出生,15歲時移民美國,由於成績優異,直接上紐約州立大學奧爾巴尼分校,20歲就大學畢業,比其他同儕早了2年。亞基昨日接受視訊訪談時表示,當年秀出在約旦9年級成績單,由於成績非常好,學校老師同意讓他直上大學,所以他沒有上高中,因此較早畢業。

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唐獎永續發展獎得主奧馬爾,亞基(Omar M. Yaghi)。(照片由唐獎基金會提供)

回憶童年在安曼長大的日子,亞基說,自己在10歲左右就對分子繪圖非常著迷,這是地球上所有生命、材料的基礎。在安曼的童年,讓他學習到工作倫理、勤奮工作的重要,如何把事情做對,如何聚焦。

儘管小時候自己對阿拉伯藝術、古老的藝術不熟悉,不過,長大之後成為獨立研究者,他對分子的美,十分著迷,這項對化學研究的熱情,一直持續迄今。

對化學充滿熱情 每一天都是假日

精力旺盛的亞基,目前在加州大學柏克萊分校身兼數職,令人好奇,他休假的時候做什麼?他笑說,「能夠做自己最熱愛的研究,實在太幸運了,對他而言,每一天都是假日。」他補充說,平時喜歡園藝,會到花園裡種植玫瑰等花草。

所謂「空氣經濟學」,意指可以從空氣中抓取二氧化碳、氫、甲烷、水等分子,而且是免費的,藉此打造具有乾淨的水、空氣和能源的經濟。亞基說,「目前有研究人員運用這項科技於生物醫學,用於治療癌症。一旦你可以設計原子、分子這樣的尺度,一切都是可能的。」

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唐獎永續發展獎得主亞基 (Omar M. Yaghi) 接受線上訪談,說明網格化學的神奇力量。(謝錦芳攝)

化學的力量 空氣經濟學創造無限可能

如果用白話來解釋,如果從分子、奈米的層級來觀察,一顆方糖的表面積可以像一個足球場那麼大。為什麼呢?亞基說明,當你從方糖顆粒裡鑽進去,創造許多內在的表面積,一路上你可以攜帶二氧化碳、氫氣、甲烷或水分子。你可以把這個歷程加以程式化,把水分子聚集在所有氣孔內,最後可產生乾淨的飲用水。這就是化學的力量。

化學的力量有多神奇?亞基說明,「當我們有能力控制分子或原子層級,可以追蹤且控制這些分子儲存在孔隙裡,我們可以控制整個系統、這些分子的交互作用,而且可以輕易把這些分子的能量取出來。所以,人們不需要使用很大的能源去產生飲用水。」

開創「網格化學」 有助台灣解決缺水問題

在極端氣候影響下,缺水變成嚴重的問題;台灣經常出現豪大雨,同時也面臨乾旱危機。亞基所開創的「網格化學」(reticular chemistry),可以幫助非洲沙漠地區解決缺水問題。台灣屬於高溫且濕度高的小島,能夠應用這種創新材料嗎?對此,亞基表示,網格化學材料可以應用在許多地方包括於台灣,台灣的濕度高,可以使這項裝置的效率更高。民眾可以在自家廚房安裝一項裝置,從空氣中取得乾淨的飲用水,解決台灣的缺水問題。

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唐獎永續發展獎得主奧馬爾,亞基(Omar M. Yaghi)。(照片由唐獎基金會提供)

亞基說明,這項科技應用於沙漠乾旱地區,幫助居民從空氣中取得乾淨飲用水,也可應用在濕度高的地區,許多地區擔心水質是否乾淨,這項科技可以派上用場,幫助居民取得乾淨的水,取得水的自主權(water independence)。未來或許每個家庭都有一台以網格化學材料做的除濕機,可以產生乾淨飲用水,對社區與全世界帶來貢獻,這就是網格化學的社會影響力。

對於未來的發展,亞基指出,目前正在討論空氣取水可攜式電子設備,許多陽光充足而缺水的偏遠地區,即使沒有電力的時候,這套設備也可以發揮功能。

未來夢想 讓網格化學全面普及化

身為網格化學開創者之一,亞基對未來充滿樂觀與希望。他表示,「現在這項化學技術已經夠簡單,未來希望更加普及化,任何人無論年齡大小、任何地點,都能用運這項新科技。這是我的夢想,讓化學可以延伸到更廣的社區。」

在生成式AI時代,亞基興奮地說,「未來AI與AI工具會協助各年齡層學生參與開發新材料和做研究,未來還有好多領域可以探索。」

目前把網格化學材料應用在空氣取水、捕捉二氧化碳、氫氣、甲烷等,技術已經出爐了。亞基說,下一步就是進行商業化。其中,最重要的是材料,我們的研究已經掌握材料的特性,接著要規模化,這套裝置可以應用在沙漠中。接下來,關鍵就在於要採取行動來解決問題,把這套裝置普及化到每個社區。

新科技AI加持 對2050淨零轉型樂觀

儘管許多人對於2050淨零轉型的未來,不抱希望,但是亞基相當樂觀,因為新科技讓淨零轉型的目標可以實現。他說,「我們發展新的化學,我們相信你能想到的,在實驗室都可以做出來,而這些現在已經實現了。透過創新材料科技,我們聚焦在某項難題,最後一定可以解決。」

對於未來挑戰,亞基表示,在生成式AI時代,AI加速了網格化學開發新材料的速度,在AI加持下,可以有更多年輕人投入這個領域,創造自己的材料,解決問題。其次,許多領域有待進一步探索,例如,能否設計一些材料具有酵素的特性,可以催化一些工業上的反應。

過去30多年來,亞基把所有的熱情投入網格化學領域,他說,「化學太有趣了。我不能想像沒有探索、沒有科學的生活。」

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