ЛАУРЕАТАМИ НОБЕЛЕВСКОЙ ПРЕМИИ ПО ХИМИИ В 2025 ГОДУ СТАЛИ СУСУМУ КИТАГАВА, РИЧАРД РОБСОН И ОМАР ЯГХИ — ЗА ОТКРЫТИЕ МЕТАЛЛ-ОРГАНИЧЕСКИХ КАРКАСОВ

8 октября 2025 года Шведская королевская академия наук в Стокгольме присудила Нобелевскую премию по химии. Лауреатами Нобелевской премии по химии 2025 года стали Сусуму Китагава (Susumu Kitagawa), Ричард Робсон (Richard Robson) и Омар Ягхи (Omar M. Yaghi) — за открытие металл-органических каркасов.

Металл-органические каркасы (MOFs) — это полимерные кристаллические структуры. Они построены из ионов металлов, соединенных между собой органическими лигандами. Первым такой кристаллический каркас получил и описал в 1989 году профессор Мельбурнского университета Ричард Робсон. Он смешал комплекс одновалентной меди с органическим нитрильным лигандом, в результате чего образовался трехмерный каркас, в котором нитрильные лиганды связывали ионы меди между собой. Робсон обнаружил, что такие каркасы содержат в своей структуре поры, которые могут занимать ионы или другие органические молекулы.

Второй лауреат премии — японский химик Сусуми Китагава из Киотского университета — в 1997 году показал, что металл-органические каркасы можно использовать для абсорбции газов. Он синтезировал каркас на основе кобальта, который поглощал углекислый газ, азот и кислород. Впоследствии Китагава и другие химики разработали множество каркасов, способных селективно поглощать углекислый газ или токсичные газы. Также Китагава первым предложил получать «гибкие» каркасы, способные менять свою структуру при поглощении и десорбции молекул (ранее мы рассказывали об одном из таких каркасов).

Каркасы Робсона и Китагавы часто легко разрушались при нагревании. Омар Ягхи из Калифорнийского университета в Беркли в 1995 году синтезировал каркас на основе кобальта, который не терял своей структуры при нагревании вплоть до 350 градусов Цельсия. Эта работа показала, что металл-органические каркасы могут быть очень стабильными, даже когда их поры не заняты никакими молекулами. Ягхи синтезировал множество каркасов, в том числе MOF-5 на основе цинка, который он использовал для хранения водорода. В 2019 году ученый провел знаменитый эксперимент в пустыне Мохаве. Полученный им каркас MOF-303 поглощал до 0,7 литра воды в день в расчете на килограмм каркаса.

«Металлоорганические каркасы обладают огромным потенциалом, открывая ранее невиданные возможности для создания материалов с новыми функциями», — отметил председатель Нобелевского комитета по химии Хайнер Линке.

Работа Китагавы, Робсона и Яги — это шаг к созданию материалов нового поколения, которые можно настраивать словно по заказу. MOК‑структуры представляют собой «легкие скелеты» из металлов и органических соединений с огромным объемом пустот. Их открытие позволяет создавать материалы, которые поглощают и хранят газы (например, CO₂ или водород), могут использоваться в фильтрации, катализе, разделении смесей и даже в медицине.

Работа лауреатов протягивает мост между фундаментальной химией и практическими технологиями, открывает путь к инновациям в энергетике, более технологичной очистке воздуха и воды, созданию передовых топливных элементов, созданию умных молекул.