Нобелевская премия 2025 года по химии: Архитекторы Пространства и Решения для Планеты

8 октября 2025 года Королевская шведская академия наук объявила имена лауреатов Нобелевской премии по химии. Награды удостоены Сусуму Китагава, Ричард Робсон и Омар М. Яги за новаторскую разработку металл-органических каркасов (MOF). Это признание подчеркивает, как фундаментальные достижения в материаловедении предлагают прямые пути для преодоления насущных глобальных вызовов, включая изменение климата и дефицит водных ресурсов. Церемония вручения премии запланирована на 10 декабря 2025 года в Стокгольме, Швеция.

Суть прорыва заключается в создании молекулярных конструкций, обладающих обширными, настраиваемыми полостями. Эти пористые структуры, известные как MOF, представляют собой кристаллы, где ионы металлов служат узловыми точками, соединенными органическими молекулами, образуя своего рода «молекулярные здания» с внутренними «комнатами». Подобная архитектура открывает беспрецедентные возможности для создания материалов с заданными функциями. Как отметил Хайнер Линке, председатель Нобелевского комитета по химии, потенциал MOF огромен, открывая невиданные возможности для создания материалов с новыми функциями. Варьируя строительные блоки, химики создали десятки тысяч различных вариантов MOF.

Исследования лауреатов, заложившие основу ретикулярной химии, начались еще в конце 1980-х годов. Ричард Робсон первым синтезировал пористый координационный полимер в 1989 году, предсказав возможность создания более устойчивых структур. Омар Яги, которого считают основателем ретикулярной химии, в 1995 году добился кристаллизации металл-органических структур с использованием карбоксилатных линкеров, обеспечив каркасам прочность и постоянную пористость. В 1999 году Яги представил MOF-5 — материал с ультравысокой пористостью, чья внутренняя площадь поверхности настолько велика, что всего несколько граммов этого вещества могут вместить эквивалент футбольного поля. Сусуму Китагава также развил это направление, доказав, что каркасы можно сделать гибкими и управлять их «дыханием».

Практическое применение этих материалов уже сегодня трансформирует подходы к решению мировых проблем. MOF демонстрируют исключительную эффективность в улавливании углекислого газа, что критически важно для смягчения последствий изменения климата. Кроме того, они способны извлекать влагу из крайне сухого пустынного воздуха. Омар Яги, выросший в Аммане, где доступ к воде был ограничен, лично пережил эту проблему. В 2022 году его группа протестировала MOF в Долине Смерти, где 1 кг материала смог извлечь от 114 до 210 граммов воды из сухого воздуха за день. Помимо этого, материалы на основе MOF используются для фильтрации загрязнителей, таких как ПФАС, из воды, а также для безопасного хранения водорода, что является ключевым элементом в развитии чистой энергетики. В 2020 году Яги основал стартап Atoco, нацеленный на коммерциализацию технологий MOF для улавливания углерода и сбора воды из атмосферы.