Нобелевскую премию по химии в 2025 году присудили Сусуму Китагаве (Университет Киото, Япония), Ричарду Робсону (Университет Мельбурна, Австралия) и Омару Яги (Калифорнийский университет, Беркли, США) «за разработку металл-органических каркасных структур». Как отметил заведующий лабораторией металл-органических координационных полимеров Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН академик Владимир Петрович Федин, химическое сообщество давно ждало этой награды: «На наш взгляд, решение Нобелевского комитета очень правильное, потому что это действительно та химия, которая открывает перспективы для создания новых функциональных материалов».
(слева направо) Сусума Китагава, Ричард Робсон, Омар Яги
«Речь идет о структурах, в которых точно можно определить положение всех атомов в пространстве, и самым замечательным свойством этих структур является их рекордная пористость, — объяснил В. П. Федин. — Пористые материалы очень важны для катализа, очистки воды и многих других применений».
Классические пористые материалы обладают площадью поверхности максимум 2 000—3 000 квадратных метров на грамм, это считается хорошим показателем. «В случае MOF (metal-organic frameworks) — мы их называем металл-органические координационные полимеры — рекордные значения достигают более 7 000 м2/г, — рассказал Владимир Федин. — Рекордсмен среди таких материалов имеет площадь внутренней поверхности, сопоставимую с размером одного стандартного футбольного поля FIFA». Следовательно, эти соединения чрезвычайно важны в катализе: для сорбции и хранения летучих газов, таких как водород, метан, для разделения различных углеводородов, для чего в промышленности требуются большие энергии, — всё это можно легко и просто сделать при помощи MOF.
«В последнее время были выполнены блестящие работы по этой тематике, в том числе и с участием нынешних нобелевских лауреатов, по разделению тяжелой и легкой воды, тяжелого и легкого диводорода, по абсорбции воды и воздуха пустыни, когда эти материалы ночью напитываются влагой, а затем под солнцем выделяют абсолютно чистую воду, которую можно применять, — привел примеры В. Федин. — Такие работы ведутся и в ИНХ СО РАН, мы также принимаем участие в подобных исследованиях».
Одно из приложений этих материалов, которым занимаются специалисты Института неорганической химии СО РАН, — это разделение углеводородов на отдельные фракции, например бензола и циклогексана, легких углеводородов (метан, пропан, бутан). Следующее направление работы новосибирских химиков в этой области — создание сенсоров, позволяющих любому желающему без использования сложной аппаратуры, в домашних условиях определять опасные вещества в окружающих предметах, например содержание антибиотиков в мясе птицы и других продуктах. Еще одно приложение связано с созданием устройств для расшифровки, которые позволяют маркировать товары для того, чтобы было невозможно эту маркировку подделать.
«Надеюсь, присуждение Нобелевской премии в области металл-органических координационных полимеров привлечет внимание молодых исследователей, и это наплавление химической науки будет развиваться еще быстрее», — резюмировал Владимир Федин.
Подготовила Елена Трухина
Иллюстрация: Нобелевский комитет
