Нобелевскую премию — 2025 по химии присудили за создание металлоорганических каркасов для очищения воздуха и воды

Как работают металлоорганические каркасы

Металлоорганические каркасы (MOF) — это пористые кристаллы, в которых атомы металлов соединяются органическими лигандами, образуя устойчивую пространственную структуру. Благодаря множеству нанопор, такие материалы обладают огромной внутренней поверхностью, что позволяет им впитывать, фильтровать и избирательно удерживать вещества.

По своей сути MOF представляют собой координационные полимеры, в которых металлические центры «сшиты» органическими фрагментами в единый трёхмерный каркас. Такая конструкция делает их идеальными для задач адсорбции газов, селективного разделения веществ и катализа.

«Интенсивно развивающаяся область химии»

По словам Аллы Савченко, заведующей кафедрой промышленной фармации Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ, исследования металлоорганических каркасов — это активно развивающееся направление современной химии, материалы которого находят применение в самых разных областях: от очистки воды и воздуха до катализа и переработки радиоактивных отходов.

Она подчеркнула, что в России исследования в этой области ведутся особенно активно — над созданием и изучением металлоорганических каркасов работают специалисты МИФИ, а также научные коллективы Института общей и неорганической химии и Института физической химии и электрохимии РАН. Это направление, по её словам, открывает широкие перспективы для экологических и энергетических технологий будущего.

Контекст

Исследования Китагавы, Робсона и Ягхи из 1980-х годов заложили фундамент целого направления — ретикулярной химии, где материалы создаются «по проекту», с заранее заданными свойствами.

Сегодня MOF применяются в энергетике, экологии и медицине: с их помощью можно удалять загрязнения из воды, улавливать углекислый газ, собирать воду из сухого воздуха и разрушать стойкие химические соединения (например, ПФАС).


Фото: Ragnar Singsaas / Contributor / Getty Images