Нобелевскую премию по химии присудили за создание материалов для экологии и энергетики

Лауреатами Нобелевской премии по химии 2025 года стали японец Сусуму Китагава, британец Ричард Робсон и иордано-американский учёный Омар Яги. Учёных наградили за разработку особых пористых кристаллов — металлоорганических каркасов (MOF), которые открыли новую эпоху в химии материалов. Эти структуры обладают «комнатами» на молекулярном уровне, через которые могут проходить газы и жидкости.

Новая форма молекулярной архитектуры

Исследования Китагава, Робсона и Яги позволили создать уникальные конструкции, в которых ион металла выполняет роль строительного «угла», а органическая молекула соединяет эти углы в единую кристаллическую решётку. В результате формируются прочные и упорядоченные структуры с огромным количеством пустот — молекулярных полостей, через которые могут свободно проходить различные вещества.

Такие материалы получили название metal–organic frameworks (металлоорганические каркасы, MOF). В отличие от обычных кристаллов, они не сплошные: внутри них есть целая сеть микроскопических «комнат» и каналов.

Эти «пористые» материалы обладают способностью поглощать, удерживать и фильтровать конкретные вещества, а также участвовать в химических реакциях или проводить электричество.

«Металлоорганические каркасы обладают колоссальным потенциалом — они открывают возможность создавать на заказ материалы с особыми свойствами и функциями, которые раньше казались невозможными», — заявил Хайнер Линке, председатель Нобелевского комитета по химии.

От первых экспериментов до революции в химии

История открытия началась ещё в 1989 году. Ричард Робсон из Мельбурнского университета решил использовать естественные химические свойства атомов по-новому. Он объединил положительно заряженные ионы меди с четырёхлучевой органической молекулой, на концах которой находились участки, способные притягивать медь.

Так получилось кристаллическое соединение с многочисленными полостями — словно алмаз, пронизанный пустыми камерами. Учёный сразу понял, что открыл нечто перспективное, однако созданные структуры оказались нестабильными и легко разрушались.

Ситуацию изменили работы японского профессора Сусуму Китагава и американского химика Омара Яги. Между 1992 и 2003 годами они независимо друг от друга разработали устойчивые металлоорганические каркасы и доказали, что их можно гибко модифицировать, подстраивая под конкретные задачи.

Китагава показал, что газы могут проходить внутрь и наружу таких конструкций, а Яги создал первый стабильный и управляемый MOF, открыв путь к их практическому применению.

Материалы будущего

После открытий трёх лауреатов химики по всему миру создали десятки тысяч разновидностей MOF. Сегодня они применяются и разрабатываются в самых разных областях — от экологии до энергетики.

Среди возможных применений:

• улавливание углекислого газа и очистка воздуха;
• извлечение воды из пустынного воздуха;
• удаление токсичных веществ и фармацевтических остатков из окружающей среды;
• хранение водорода и других газов;
• катализ химических реакций.

Эти материалы могут сыграть ключевую роль в борьбе с изменением климата и загрязнением планеты.

Кто такие лауреаты

Сусуму Китагава — родился в 1951 году в Киото (Япония), доктор философии, профессор Киотского университета.

Ричард Робсон — родился в 1937 году в Гласберне (Великобритания), доктор философии Оксфорда, профессор Мельбурнского университета (Австралия).

Омар М. Яги — родился в 1965 году в Аммане (Иордания), доктор философии Университета Иллинойса (США), профессор Калифорнийского университета в Беркли.

Премия и значение

Сумма награды составит 11 миллионов шведских крон, которые будут поровну разделены между тремя учёными.

Как отметил Нобелевский комитет, это — «пример того, как фундаментальная химия прокладывает путь к решению глобальных проблем человечества».

Сергей Сташевский

Читайте также:

• Нобелевскую премию по физике 2025 года получили американские учёные: за что
• Нобелевская премия по медицине 2025 года присуждена за открытия в иммунологии