2025年ノーベル化学賞：金属有機構造体（MOF）のブレークスルーが受賞

2025年10月、スウェーデン王立科学アカデミーは、オマール・ヤギー氏、北川進氏、リチャード・ロブソン氏の三氏にノーベル化学賞を授与しました。この栄誉は、オマール・ヤギー氏が「規則化学（reticular chemistry）」と定義した分野、すなわち金属有機構造体（MOF）の創出と合成における先駆的な業績を称えるものです。賞金総額1100万スウェーデン・クローナは、三名の研究者に均等に分配されました。

世界を変える新素材の意義

MOFは、金属イオンまたはそのクラスターが有機分子と結合し、規則正しく繰り返される三次元の結晶格子を形成するハイブリッド材料です。これらの構造は、記録的なレベルの多孔性を持ち、ガスや化学物質が通過できる大きな空隙を有しています。受賞者たちの研究成果は、環境問題からエネルギー問題に至るまで、地球規模の喫緊の課題解決に貢献する可能性を秘めています。

ロブソン氏による先駆的試み

リチャード・ロブソン氏は1989年、ダイヤモンドの構造に着想を得て、この分野の基礎を築きました。彼は、正電荷を持つ銅イオンを利用し、広大な空隙を持つ予測可能な最初の三次元格子を構築しました。ロブソン氏の初期の設計は不安定性に悩まされましたが、その後の発見の出発点となったことは間違いありません。

ヤギー氏と北川氏による安定化の実現

アリゾナ大学およびカリフォルニア大学バークレー校で研究を行っていたオマール・ヤギー氏は、1995年に安定したMOFの基礎となる構造体を合成しました。彼の研究室が作り出した材料は、1グラムあたり約4000平方メートルの比表面積を達成しました。一方、京都大学の北川進氏は1997年、コバルト骨格を用いた例を通じて、ガスの選択的吸着能力を示しました。この骨格は、二酸化炭素、窒素、酸素を吸収し、さらに分子との相互作用によって構造が変化する「柔軟な」骨格という概念を導入しました。

MOFの規模と応用範囲

現在までに、10万種類を超えるMOFが合成されています。これらの材料は、産業排出ガスからのCO₂回収（商業化は2026年から2027年にかけて見込まれる）、エネルギー貯蔵、薬剤の標的送達、さらには空気中からの水分収集といった技術分野に革命をもたらすと期待されています。

商業化と学術界からの評価

北川氏のPCP/MOF技術は、すでに実用化段階に入っています。例えば、CubiTan®コンテナを用いたSmart Gas Networkプロジェクトでは、パイプラインなしでのメタン輸送が実現しています。今回のノーベル賞受賞は、材料科学における数十年にわたる基礎研究が、国際的に広く認められたことを明確に示しています。