8 октября 2025 года Шведская королевская академия наук присудила Нобелевскую премию по химии трем выдающимся химикам — Сузуми Катигави, Ричарду Робсону и Омару Яги — за создание совершенно нового класса материалов, получивших название металлоорганические каркасные соединения (MOF, metal-organic frameworks). Именно их работы признаны способными изменить ход борьбы с климатическим кризисом, обеспечить доступ к чистой пресной воде и открыть новые горизонты химического синтеза.
Что такое металло-органические каркасы и почему они играют ключевую роль?
Представьте себе материал, похожий на гигантскую губку, способный поглощать молекулы газа так же, как и воду. Именно так выглядят металло-органические каркасы — уникальные структуры, в которых металлические узлы связаны органическими мостиками разной длины.
MOF обладают исключительно большой удельной поверхностью и пористостью, что позволяет им адсорбировать газы, захватывать молекулы, фильтровать вещества и служить каркасами для катализа.
Благодаря структурной гибкости и возможности тонкой настройки состава, их можно проектировать под конкртеную задачу — с заданными размерами пор, химическими свойствами и прочностью.
Такие материалы уже находят применение в задачах Зеленой химии: захвате CO₂, хранении водорода, очистке воды, каталитических преобразованиях, а также в перспективных устройствах для выделения воды из воздуха.
Этот прорыв стал возможен благодаря переходу от “слабых” координационных связей к “сильным” связям между металлическими центрами и заряженными лигандами, что обеспечивает стабильность и кристалличность структур.
Эксперты уже окрестили MOF «материалами XXI века». Они не только изменили привычные представления о химическом контроле процесса, но и показали, как можно управлять молекулярными размерами так же точно, как архитектор проектирует здания.
Почему это важно для общества?
Устойчиво развивающаяся мировая экономика делает климатические вызовы всё более острыми. Материалы, способные выделять воду из воздуха, поглощать тяжелые примеси или конденсировать углерод, способны не просто решить отдельные научные задачи — они потенциально изменят политические и экономические структуры XXI века. MOF уже рассматриваются как базис для зелёной химии, переработки бытовых отходов, производства топлива и очистки питьевой воды.