Нобелевскую премию по химии за 2025 года присудили за открытие «домика для молекул»

8 октября 2025 года Шведская королевская академия наук объявила о присуждении Нобелевской премии по химии за 2025 год Сусуми Китагаве (Susumu Kitagawa), Ричарду Робсону (Richard Robson) и Омару Ягхи (Omar M. Yaghi) за открытия в области металл-органических каркасов (MOF). Это почти как домики для молекул — чрезвычайно пористые атомарно-молекулярные конструкции, внутри которых очень много пустого пространства, которое никогда не будет лишним.

Пять причин полюбить HONOR Pad V9

Пять причин полюбить HONOR X8c

Пять причин полюбить HONOR Magic7 Pro

Почему ИИ никак не сесть на безматричную диету

Фитнес-браслет HUAWEI Band 10: настоящий металл

Hollow Knight: Silksong — песнь страданий и радостей. Рецензия

Обзор умных часов HUAWEI WATCH 5: часы юбилейные

HUAWEI FreeArc: вероятно, самые удобные TWS-наушники

Как сообщает CNN, организаторы награждения сравнили открытие металл-органических каркасов с сумочкой Гермионы Грейнджер из цикла романов Джоан Роулинг о Гарри Поттере, на которую было наложено заклинание Невидимого Расширения. Самая первая структура MOF напоминала строение кристаллической решётки алмаза, только в ней атомы соединялись не напрямую, а посредством органических молекул, играющих роль связей между ионами меди (такие связи называются лигандами). Такой «монтаж» далеко раздвинул атомы, образовав обширные полости между ними.

Открытие сделал Ричард Робсон в 1989 году, когда попробовал по-новому использовать присущие атомам свойства. Он соединил положительно заряженные ионы меди с четырёхлучевой молекулой, на конце каждого «луча» которой была химическая группа, притягивающаяся к ионам меди. Когда ионы и молекулы соединились, то образовали упорядоченный, просторный кристалл. Он был похож на алмаз, наполненный бесчисленными полостями.

Click here to preview your posts with PRO themes ››

В 1997 году японский химик Сусуми Китагава из Киотского университета показал, что металл-органические каркасы можно использовать для абсорбции газов — почти как в случае «бесконечной сумочки» Гермионы. Он синтезировал каркас на основе кобальта, на примере которого продемонстрировал поглощение углекислого газа, азота и кислорода. К сегодняшнему дню химики из множества стран создали MOF, способные поглощать полезные и вредные вещества, как для хранения, так и для извлечения из окружающей среды, например, когда дело касается абсорбции токсичных веществ из воды, воздуха или земли.

На поверку каркасы Робсона и Китагавы оказались нестабильными и особенно при нагревании. Это поправил третий лауреат — Омар Ягхи из Калифорнийского университета в Беркли. В 1995 году он синтезировал каркас на основе кобальта, который сохранял структуру при нагревании до 350 °C. Тем самым было доказано, что металл-органические каркасы могут оставаться устойчивыми даже без заполнения пустот атомами или молекулами.

На волне успеха Ягхи синтезировал множество каркасов, включая MOF-5 на основе цинка. Это соединение учёный использовал для хранения водорода. В 2019 году Ягхи провел наглядный эксперимент в пустыне Мохаве: созданный им каркас MOF-303 в расчёте на килограмм своего веса смог впитывать из воздуха до 0,7 литра воды в день.

«Металлоорганические каркасные структуры обладают огромным потенциалом и открывают ранее не существовавшие возможности для создания материалов с новыми функциями», — высказался Хайнер Линке, председатель Нобелевского комитета по химии.

Некоторые из новых каркасов могут способствовать решению ряда из величайших проблем человечества, включая абсорбцию токсичных веществ из воды, поглощение следов фармацевтических препаратов в окружающей среде, улавливание углекислого газа или сбор воды из воздуха пустыни.