2025년 노벨 화학상은 "금속-유기 골격체(MOF) 개발" 공로로 기타가와 스스무, 리처드 롭슨, 그리고 오마르 M. 야기에게 수여되었습니다. 이들의 발견은 분자 구성 요소를 의도적으로 연결하는 망상 화학(reticular chemistry)을 통해 넓은 내부 표면적과 조절 가능한 기능을 가진 다공성 소재를 어떻게 만들 수 있는지 보여줍니다. 이러한 발전은 탄소 포집 소재부터 실용적인 기후 변화 솔루션을 지원하는 청정 에너지 소재에 이르기까지 유망한 MOF 응용 분야의 기반을 제공합니다.
금속-유기 골격체(MOF)의 개념적 뿌리는 20세기 중반에 연구된 배위 고분자에서 찾을 수 있지만, 1980년대 후반과 1990년대의 획기적인 발전은 취약한 조립체를 견고하고 영구적인 다공성 네트워크로 변화시켰습니다. 리처드 롭슨은 3차원 배위 골격체에 대한 영향력 있는 초기 연구를 발표하여 설계 가능한 구조의 기반을 마련했습니다. 1990년대에 오마르 야기는 망상 화학을 공식화하여 강력한 금속-링커 결합과 이차 구성 단위(SBU)가 어떻게 영구적인 다공성을 가진 안정적인 골격체(예: MOF-5)를 생성하는지 보여주었습니다. 스스무 키타가와는 유연하고 기능적인 골격체를 개발하여 첨단 소재 연구와 실제 MOF 응용 분야의 지평을 넓혔습니다.
금속-유기 골격(MOF)이 2025년 노벨 화학상을 수상하고 연구의 추진력을 지속적으로 끌어올리는 데에는 세 가지 특징이 있습니다.
높은 표면적과 화학적 조절 위치의 조합 금속-유기 프레임워크(MOF) 긴급한 과제를 해결하기 위해:
수천, 아니 수만 개의 금속-유기 골격체(MOF)가 보고되었지만, 장기 안정성, 내습성, 제조 가능성 및 비용 측면에서 실질적인 기준을 충족하는 것은 극히 일부에 불과합니다. 현재 연구 개발은 확장 가능한 합성, 용매 및 에너지 저감 공정, 펠릿화 및 성형, 그리고 멤브레인, 베드, 접촉기로의 통합에 집중하고 있습니다. 수명 주기 평가 및 재활용 가능성은 MOF 응용 분야가 벤치탑에서 플랜트로 전환되는 과정에서 지속 가능한 화학 원칙에 부합하도록 점점 더 중요해지고 있습니다.
2025년 노벨 화학상은 개념적 진보인 망상 화학이 다공성 재료를 설계하기 위한 다목적 플랫폼으로 어떻게 발전했는지를 인정합니다. 예측 가능한 특성을 지녔습니다. 또한 수십 년간의 반복적인 화학, 재료 공학, 계산 및 협업을 통해 근본적인 아이디어를 발전시킨 스스무 키타가와, 오마르 야기, 리처드 롭슨의 지속적인 공헌을 강조합니다. 이 상은 탄소 포집 물질, 청정 연료 및 복원력 있는 수계 분야에서 MOF(금속-유기 골격체)가 영향력 있는 응용 분야를 제공할 수 있는 잠재력을 강조합니다.
금속-유기 골격체(MOF)의 미래는 매우 학제적입니다. AI 기반 발견, 고처리량 스크리닝, 그리고 데이터 중심 설계는 후보 물질 선정을 가속화하고 있으며, 하이브리드 시스템(MOF-고분자 막, MOF-촉매 복합재)은 성능 한계를 확장하고, 현장 시험을 통해 내구성과 경제성을 명확히 할 것입니다. 스케일업 및 안정성 문제가 극복됨에 따라, MOF 응용 분야는 시범 시연에서 가스 저장, 수소 저장, 물 수확, 배출 제어 분야의 주류 기술로 전환될 수 있으며, 엄격한 첨단 소재 연구에 기반한 실질적인 기후 변화 솔루션을 제공할 것입니다.
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지우면 좋을거같음 . SM
