Нобелевская премия по химии 2025 года была присуждена Сусуму Китагаве, Ричарду Робсону и Омару М. Яги «за разработку металлорганических каркасов (МОК)». Их открытия показывают, как ретикулярная химия – целенаправленное связывание молекулярных строительных блоков – может создавать пористые материалы с большой внутренней поверхностью и регулируемыми функциями. Эти достижения лежат в основе перспективных приложений МОК – от материалов для улавливания углерода до экологически чистых энергетических материалов, способствующих практическим решениям в области борьбы с изменением климата.
Концептуальные корни металлорганических каркасов (МОК) восходят к координационным полимерам, изучавшимся в середине XX века, но прорывы конца 1980-х и 1990-х годов превратили хрупкие сборки в прочные, постоянно пористые сети. Ричард Робсон опубликовал важные ранние работы о трёхмерных координационных каркасах, заложив основу для проектирования архитектур. В 1990-х годах Омар Яги формализовал ретикулярную химию, продемонстрировав, как прочные связи металл-линкер и вторичные строительные блоки (ВББ) приводят к созданию стабильных каркасов с постоянной пористостью (например, МОК-5). Сусуму Китагава разработал гибкие и функциональные каркасы, расширив горизонты передовых исследований материалов и практических приложений МОК.
Три особенности объясняют, почему металл-органические каркасы (МОК) получили Нобелевскую премию по химии 2025 года и продолжают стимулировать исследовательский импульс:
Сочетание высокой площади поверхности и химической настраиваемости позиций Металлоорганические каркасы (MOF) для решения насущных проблем:
Хотя известны тысячи, а точнее, десятки тысяч металлоорганических каркасов (МОК), лишь некоторые из них отвечают практическим критериям долговременной стабильности, влагостойкости, технологичности и стоимости. В настоящее время усилия сосредоточены на масштабируемом синтезе, переработке с минимальным использованием растворителей и энергии, гранулировании и формовании, а также интеграции в мембраны, слои и контакторы. Оценка жизненного цикла и возможность вторичной переработки играют всё более важную роль, обеспечивая соответствие применения МОК принципам устойчивой химии по мере перехода от лабораторных испытаний к производству.
Нобелевская премия по химии 2025 года присуждается за то, как концептуальное достижение – ретикулярная химия – превратилось в универсальную платформу для разработки пористых материалов. с предсказуемыми свойствами. Премия также отмечает неизменный вклад Сусуму Китагавы, Омара Яги и Ричарда Робсона, чьи основополагающие идеи развивались десятилетиями итеративной химии, материаловедения, вычислений и сотрудничества. Премия подчёркивает потенциал металлорганических каркасов (МОК) для эффективного применения МОК в материалах для улавливания углерода, экологически чистом топливе и устойчивых водных системах.
Будущее металл-органических каркасов (МОК) глубоко междисциплинарно. Исследования с использованием ИИ, высокопроизводительный скрининг и проектирование, ориентированное на данные, ускоряют отбор кандидатов; гибридные системы (МОК-полимерные мембраны, композиты МОК-катализатор) расширяют диапазон производительности; а полевые испытания прояснят вопросы долговечности и экономичности. По мере преодоления препятствий, связанных с масштабированием и стабильностью, применение МОК может перейти от пилотных демонстраций к повсеместному внедрению в области хранения газа, водорода, сбора воды и контроля выбросов, обеспечивая реальные решения в области изменения климата, основанные на глубоких передовых исследованиях материалов.
Как Chemwatch Может помочь?
Chemwatch Поддерживает организации, внедряющие передовые исследования материалов в безопасные и соответствующие требованиям продукты. Наша платформа предоставляет актуальную информацию sпаспорта безопасности (SDS), глобальный нормативный мониторинг и создание этикеток для солей металлов, линкеров, растворителей и готовых металл-органических каркасов (MOF). Chemwatch оптимизирует управление химическими веществами, чтобы ваши ученые могли сосредоточиться на инновациях.
Источники
