Нобелевская премия по химии 2025: прорыв в металл-органических каркасах

В октябре 2025 года Шведская королевская академия наук присудила Нобелевскую премию по химии Омару Яги, Сусуму Китагаве и Ричарду Робсону. Награда отмечает их новаторскую работу по созданию и синтезу металл-органических каркасов (MOFs) — области, которую Омар Яги определил как «регулярную химию» (reticular chemistry). Призовой фонд в 11 миллионов шведских крон разделен поровну между учеными.

Глобальное значение материалов

MOFs представляют собой гибридные материалы из ионов металлов или их кластеров, соединенных органическими молекулами в повторяющихся трехмерных кристаллических решетках. Эти структуры обладают рекордной пористостью с большими полостями, через которые проходят газы и химические вещества. Разработки лауреатов решают ключевые глобальные вызовы, от экологии до энергетики.

Пионерские шаги Робсона

Ричард Робсон в 1989 году заложил основу направления, вдохновившись структурой алмаза. Он использовал положительно заряженные ионы меди для создания первой предсказуемой трехмерной решетки с обширными полостями. Ранние конструкции Робсона страдали от нестабильности, но стали отправной точкой для дальнейших открытий.

Стабильность от Яги и Китагава

Омар Яги, работавший в Университете Аризоны и Калифорнийском университете в Беркли, в 1995 году синтезировал каркас, ставший основой стабильных MOFs. Его лаборатория создала материал с удельной поверхностью около 4000 м² на грамм. Сусуму Китагава из Киотского университета в 1997 году показал селективную адсорбцию газов на примере кобальтового каркаса, поглощающего CO₂, азот и кислород, и ввел концепцию «гибких» каркасов, меняющих структуру при взаимодействии с молекулами.

Масштаб и применения

Сегодня синтезировано свыше 100 000 типов MOFs. Они обещают революцию в технологиях: улавливание CO₂ из промышленных выбросов (коммерческий запуск ожидается в 2026–2027 годах), хранение энергии, адресная доставка лекарств и сбор воды из воздуха.

Коммерциализация и признание

Технология PCP/MOF Китагава уже применяется в проектах вроде Smart Gas Network с контейнерами CubiTan® для транспортировки метана без трубопроводов. Нобелевская премия подчеркивает глобальное признание десятилетий фундаментальных исследований в материаловедении.