Накануне мир науки вновь обратил внимание на Нобелевскую премию. В этом году награда по химии досталась троим ученым — Сусуму Китагава (Япония), Ричарду Робсону (Австралия) и Омару М. Яги (США).
Комитет присудил премию «за развитие металл-органических каркасных структур» (MOF — metal-organic frameworks), революционных материалов, способных изменить многие отрасли науки и техники.
Что такое металл-органические каркасы
Металл-органические каркасы (MOF) представляют собой молекулярные конструкции с большими внутренними пространствами, через которые могут проходить газы и другие химические вещества. По словам председателя Нобелевского комитета по химии Хайнера Линке, «металл-органические каркасы обладают огромным потенциалом, открывая ранее невиданные возможности для создания материалов с новыми функциями».
Основная идея MOF — создание стабильной, но гибкой структуры, которая сочетает в себе металлические узлы и органические соединения. Эти конструкции могут использоваться для:
- Сбора воды из воздуха пустынь;
- Улавливания углекислого газа;
- Хранения токсичных газов;
- Катализа химических реакций.
Таким образом, MOF — это не просто научная новинка, а материал с огромным практическим потенциалом, способный решать глобальные экологические и технологические задачи.
История исследований и вклад лауреатов
Первые шаги в создании MOF были сделаны Ричардом Робсоном из Университета Мельбурна в 1989 году. Он соединял положительно заряженные ионы меди с четырехлучевой молекулой, создавая первые каркасные структуры. Однако эти конструкции быстро разрушались и были нестабильными.
Развитие этих исследований продолжили Сусуму Китагава и Омар М. Яги. Китагава доказал гибкость MOF и способность структуры адаптироваться к различным условиям, тогда как Яги нашел способ сделать каркасы устойчивыми и долговечными. В итоге работы трех ученых позволили создать материалы, готовые к широкому применению в науке и промышленности.
Прикладное значение MOF
Металл-органические каркасы обладают поистине революционным потенциалом. Их использование открывает возможности в энергетике, медицине, химической промышленности и экологии.
В энергетике MOF могут применяться для структурных батарейных композитов, которые одновременно выполняют роль несущих элементов и аккумуляторов энергии. По словам профессора Лейфа Аспа из Технологического университета Чалмерса, кузов автомобиля будет не просто несущим элементом, но и аккумулятором. Углеродное волокно можно использовать для сбора кинетической энергии, создания датчиков или проводников энергии и данных. Это позволит снизить вес автомобиля или самолета на 50%.
В автопроме MOF открывает перспективы для перехода на более дешевое газовое топливо и снижения выбросов углекислого газа. В медицине MOF планируют использовать для умных лекарств пролонгированного действия, которые постепенно высвобождаются в организме, повышая эффективность терапии и снижая побочные эффекты.
В России ИТМО уже ведет работы по созданию MOF с высоким оптическим откликом для газоанализаторов. Эти материалы позволят безопасно контролировать утечки токсичных газов на производствах. Кроме того, MOF могут применяться для очистки воды от органических и неорганических загрязнителей, что открывает новые возможности для экологии и промышленной безопасности.
История Нобелевских лауреатов по химии в России
Россия и СССР также имеют своих представителей среди обладателей Нобелевской премии по химии. Николай Семенов был удостоен награды в 1956 году за исследования механизма химических реакций. Его работы легли в основу современного понимания кинетики цепных реакций и стали фундаментом для дальнейших исследований в физической химии.
Более современным примером является Алексей Екимов, выпускник Ленинградского государственного университета. В 2023 году он стал одним из лауреатов премии за открытие и синтез квантовых точек. С 1999 года Екимов работает в США, в компании Nanocrystals Technology, и внес большой вклад в развитие материалов с наноструктурой, которые нашли применение в электронике и медицине.
Российские ученые внесли весомый вклад в мировую науку, и их работы находят признание на уровне Нобелевской премии, несмотря на глобальную конкуренцию.
Другие известные лауреаты Нобелевской премии по химии
Нобелевская премия по химии вручается с 1901 года. Среди известных обладателей — Эрнест Резерфорд, открывший структуру атома; Мария Кюри, удостоенная наград за исследования радиоактивности; а также современные ученые из США, которые чаще всего становятся лауреатами — более 70 случаев.
В 2024 году премию получили Дэвид Бейкер, Демис Хассабис и Джон Джампер за исследования белков и их структур, а в 2023 году награда досталась, среди прочих, Алексею Екимову. Эти примеры показывают, как разнообразна область исследований, достойных мирового признания, от фундаментальной химии до материаловедения.
Нобелевская неделя 2025 года
В 2025 году Нобелевская неделя началась 6 октября с премии по медицине, которую получили Мэри Брункоу, Фред Рамсделл и Шимон Самагучи за открытия в области периферической иммунной толерантности. 7 октября премию по физике присудили американским ученым Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за открытия в области макроскопического квантово-механического туннелирования.
Объявление лауреатов по химии 2025 года показало, что мир науки активно движется к созданию новых материалов с уникальными свойствами. Металл-органические каркасы — это пример того, как фундаментальные исследования могут дать практический результат, способный изменить технологии, промышленность и жизнь людей по всему миру.
Нобелевская премия по химии этого года стала признанием фундаментального открытия, которое объединяет химию, физику и материалыедение. MOF открывают новые горизонты: от сбора воды и улавливания углекислого газа до создания умных лекарств и аккумуляторных конструкций.
Россия также внесла свой вклад в мировую химию — от Николая Семенова до Алексея Екимова. Это показывает, что вклад отечественных ученых в мировую науку остаётся значительным, а возможности для инноваций по-настоящему глобальны.
Читайте также:
В «Северной долине» открылся десятый детский сад с бассейном
Выпускники магистратуры по дизайну среды начали карьеру в «Главстрой Санкт-Петербург»
От цеха к турмаршруту: терминал Port Favor ищет партнеров в «тревеле»
Подпишитесь на Telegram "МОЙКА78": больше эксклюзивов и оперативной информации!