У 2025 році наукова спільнота знову отримала потужний поштовх до розвитку — Нобелівську премію з хімії присуджено трьом видатним ученим: Сусуму Кітагаві (Японія), Річарду Робсону (Велика Британія) та Омару Ягі (США). Їхні відкриття стали справжнім проривом у галузі матеріалознавства та нанохімії — адже вони створили те, що сьогодні вважають «молекулярною архітектурою майбутнього» — металоорганічні каркаси (MOF).
Ці унікальні структури здатні не просто зберігати речовини чи очищати воду. Вони буквально відкривають нову сторінку у відносинах людини з навколишнім середовищем, дозволяючи поєднати науку, екологію та технології у спільному русі вперед.
Читайте також: Нобелівська премія з фізики 2025: як відкриття трьох учених може змінити технологічне майбутнє
Що таке металоорганічні каркаси (MOFs) і чому вони важливі
Металоорганічні каркаси — це особливі пористі кристалічні матеріали, які складаються з іонів металів та органічних сполук. Їх можна уявити як тривимірну решітку, наповнену мікроскопічними комірками. Саме ці «порожнини» дають можливість зберігати, фільтрувати або уловлювати молекули газів і рідин.
Головна перевага MOF у тому, що вони легко модифікуються. Змінюючи структуру або компоненти, хіміки можуть створювати матеріали з конкретними властивостями — наприклад, для очищення повітря від вуглекислого газу, отримання води з повітря в пустелі, чи навіть каталізу хімічних реакцій у промисловості.
Історія відкриття: шлях від ідеї до революції
Ідея створення таких матеріалів зародилася ще наприкінці 1980-х. Саме тоді Річард Робсон об’єднав іони міді з органічними сполуками, створивши перші нестабільні кристали з пористою структурою. Його відкриття стало фундаментом для майбутніх досліджень, хоча матеріал тоді був надто крихким.
На початку 1990-х Сусуму Кітагава зробив вирішальний крок — він показав, що такі структури можуть бути не лише стабільними, а й гнучкими. А вже у 2000-х роках Омар Ягі зумів систематизувати підходи до їх створення, відкривши двері до серійного синтезу MOF з наперед заданими властивостями.
Відтоді було створено десятки тисяч типів металоорганічних каркасів, і кожен із них може мати своє унікальне призначення — від боротьби зі зміною клімату до виробництва палива майбутнього.
Як MOF можуть змінити світ
Відкриття лауреатів 2025 року — це не лише про хімію. Це про нову етику науки, де головним стає сталий розвиток і збереження планети.
Основні напрями застосування MOF:
- Очищення води і повітря.
MOF здатні уловлювати токсичні сполуки, залишки ліків та важкі метали, очищаючи воду навіть у місцях з критичним забрудненням. - Зберігання енергії.
Деякі металоорганічні каркаси можуть накопичувати водень або метан — потенційні джерела чистої енергії майбутнього. - Вилучення вуглекислого газу з атмосфери.
Це одна з найбільш актуальних проблем для людства. MOF можуть вибірково поглинати CO₂, що дає шанс суттєво знизити вплив промисловості на клімат. - Добування води з повітря.
У 2018 році команда під керівництвом Омара Ягі продемонструвала пристрій, який здатен отримувати воду в пустелі, використовуючи MOF і сонячну енергію.
Науковці, які зробили це можливим
Сусуму Кітагава — японський хімік, професор Кіотського університету. Його роботи стали основою для концепції “гнучких пористих матеріалів”, які реагують на зміни навколишнього середовища.
Річард Робсон — британський дослідник із Мельбурнського університету. Саме він заклав основу для розуміння тривимірних металоорганічних структур і показав, як можна “складати” молекули, наче архітектор проектує будівлі.
Омар Ягі — американський вчений й один із найвідоміших хіміків сучасності. Саме він зробив MOF практичними — створив методи, що дозволяють масштабно виробляти їх для промислових потреб.
Як обирають лауреатів Нобелівської премії з хімії
Щороку Нобелівський комітет з хімії отримує сотні номінацій від науковців і академічних інституцій з усього світу. Відбір триває місяцями — комісія ретельно перевіряє публікації, експерименти та вплив відкриттів на науку і суспільство.
Премія з хімії — одна з п’яти оригінальних нагород, заснованих Альфредом Нобелем ще наприкінці XIX століття. Її отримують лише ті, хто відкриває щось принципово нове, що змінює уявлення людства про матеріальний світ.
Що було у 2024 році: попередники відкриття
Минулого року нагороду розділили Девід Бейкер, який розробив методи обчислювального дизайну білків, та творці штучного інтелекту Деміс Хассабіс і Джон Джампер, відомі своєю системою AlphaFold. Їхня робота допомогла зрозуміти, як білки набувають форми — відкриття, яке наблизило нас до революції у медицині.
Це показує, що Нобелівська премія з хімії — не лише про лабораторії, а про вплив на кожного з нас. І цьогорічне нагородження лише підтверджує це: хімія — це не про формули, а про майбутнє планети.
Коли наука стає мистецтвом
Металоорганічні каркаси — це більше, ніж просто відкриття. Це мистецтво бачити в мікроскопічних структурах красу, що може врятувати Землю. Троє лауреатів 2025 року змогли довести: навіть найскладніша наука може бути натхненням для світу.
Підсумок
Нобелівська премія з хімії 2025 року — це нагорода не лише за відкриття, а й за бачення майбутнього. Металоорганічні каркаси — це фундамент нової епохи в хімії, енергетиці, екології. І хоча їхні творці працювали над своїми проєктами десятиліттями, лише тепер світ повною мірою усвідомлює масштаб цього прориву.
Наука знову показала, що її справжня сила — не у формулах, а у здатності змінювати життя.