Нобелевскую премию по химии дали создателям металл-органических каркасов
Нобелевскую премию по химии 2025 года получили трое ученых — Сусуму Китагава (Япония), Ричард Робсон (Австралия) и Омар М. Яги (США).
Ее присудили «за развитие металл-органических каркасных структур» (MOF — metal-organic frameworks).
Лауреаты создали молекулярные конструкции с большими пространствами, через которые могут проходить газы и другие химические вещества. Как отмечают в Нобелевском комитете, эти «металл-органические каркасы могут использоваться для сбора воды из воздуха пустынь, улавливания углекислого газа, хранения токсичных газов или катализа химических реакций».
«Металл-органические каркасы обладают огромным потенциалом, открывая ранее невиданные возможности для создания материалов с новыми функциями», — заявил председатель Нобелевского комитета по химии Хайнер Линке.
В сообщении отмечается, что Ричард Робсон из Университета Мельбурна начал свои исследования еще в 1989 году. Ему удалось соединить положительно заряженные ионы меди с четырехлучевой молекулой. Однако созданные им конструкции не были стабильными и быстро разрушались.
Развили его работы в параллельных исследованиях Сусуму Китагава (Киотский университет) и профессор Университета Беркли Омар М. Яги. Китагава доказал, что металл-органические каркасы могут быть гибкими, а Яги нашел способ создать устойчивый каркас.
Прикладное значение
Ученые рассматривают металл-органические каркасные структуры как материалы с революционным потенциалом, способные кардинально изменить множество отраслей уже в ближайшие десятилетия. У них широкий спектр перспективного применения — от энергетики до медицины.
Например, предполагается, что MOF-материалы можно будет использовать для создания структурных батарейных композитов. Они одновременно смогут накапливать энергию и выполнять роль несущих конструкций. «Тогда кузов автомобиля будет не просто несущим элементом, но и аккумулятором, — рассказывал Лейф Асп, профессор материаловедения и вычислительной механики в Технологическом университете Чалмерса. — Углеродное волокно также можно будет использовать для других целей, например для сбора кинетической энергии, для создания датчиков или в качестве проводников энергии и данных. Если бы все эти функции были реализованы в кузове автомобиля или самолета, это позволило бы снизить их вес на 50%».
В автопроме применение MOF может открыть возможности для перехода на более дешевое газовое топливо, а также снизить содержание углекислого газа в выхлопах. В медицине на основе металл-органических каркасных структур планируется создание умных лекарств пролонгированного действия, которые смогут постепенно высвобождаться в организме.
В Университете ИТМО в 2023 году сообщили, что создают MOF-материалы с высоким оптическим откликом для газоанализаторов: их можно будет устанавливать на производствах для детекции утечек опасных газов. Кроме того, MOF планируют использовать при создании высокоэффективных систем очистки воды от органических и неорганических загрязнителей.
В прошлом году Нобелевской премии по химии были удостоены профессор Дэвид Бейкер, а также гендиректор и старший научный сотрудник Google DeepMind Демис Хассабис и Джон Джампер за исследования в области белков и «взлом кода их структуры».
В 2023 году премия была присуждена за открытие и синтез квантовых точек. Среди лауреатов был выпускник Ленинградского государственного университета Алексей Екимов, который с 1999 года работает в США в компании Nanocrystals Technology.
До Екимова единственным ученым из СССР или России, получившим нобелевку по химии, был Николай Семенов, удостоившийся награды в 1956 году за исследования в области механизма химических реакций.
Нобелевская премия по химии вручается с 1901 года. Среди известных ее обладателей — Эрнест Резерфорд, Мария Кюри. Чаще всего лауреатами становились представители США (более 70 раз).
Нобелевская неделя в 2025 году началась 6 октября, когда были объявлены лауреаты премии по медицине. Ими стали Мэри Брункоу, Фред Рамсделл, Шимон Самагучи — за открытия, касающиеся периферической иммунной толерантности.
7 октября Нобелевская премия в области физики досталась американским ученым Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису. Их наградили «за открытие макроскопического квантово-механического туннелирования и квантования энергии в электрической цепи».
9 октября в 14:00 мск Нобелевский комитет объявит обладателя премии по литературе. А 10 октября в 12:00 мск станет известен лауреат Нобелевской премии мира.
