Нобелівську премію з хімії присудили за металорганічні каркаси

Шведська королівська академія наук присудила Нобелівську премію з хімії у 2025 році Сусуму Кітаґаві (Susumu Kitagawa), Річардові Робсону (Richard Robson) й Омару Яґі (Omar M. Yaghi) за розробку металорганічних каркасів. Ці каркаси є штучними матеріалами, які мають всередині порожнини для захоплення великої кількості інших молекул. Металорганічні каркаси використовують для захоплення водневого палива, вуглекислого газу та водяної пари з атмосфери, доставки ліків до окремих клітин організму й очищення довкілля. Лауреатів оголосили під час онлайн-трансляції на сайті Нобелівської премії.

Цьогорічні лауреати Нобелівської премії з хімії — Сусуму Кітаґава, Річард Робсон й Омар Яґі. The Nobel Prize

Як розробили каркаси для захоплення молекул?

Металорганічними каркасами (metal-organic frameworks, MOF) називають молекули, у яких атоми металів з’єднані довгими ланцюгами органічних молекул на основі вуглецю. Експерименти Річарда Робсона у 1989 році поклали початок розробці металорганічних каркасів. Хімік об’єднав атом міді з розгалуженою органічною молекулою, яка на кожному з чотирьох кінців мала групу атомів, що зв’язувалися з міддю. Так науковець отримав подібну до кристала структуру з порожниною всередині, яка могла містити значну кількість молекул інших сполук. Однак хімік не зміг досягти стабільності цієї сполуки.

Пізніше, між 1992 і 2003 роками, незалежно один від одного Сусуму Кітаґава й Омар Яґі зробили два інших відкриття у сфері металорганічних сполук. Сусуму Кітаґава довів, що металорганічні каркаси можуть захоплювати та вивільняти гази, а також бути гнучкими. Водночас Омару Яґі вперше вдалося синтезувати стабільний металорганічний каркас і показати, що його можна модифікувати для різних потреб. Відтоді хіміки синтезували тисячі різних металорганічних каркасів, за допомогою яких видаляють хімікати та залишки ліків з води, добувають рідкісні метали й захоплюють з повітря парникові гази чи недоступну в пустелі прісну воду.

Якими були попередні премії в цій галузі

🥇 Цьогорічна премія є вже 117-ю Нобелівською премією з хімії. Минулого року її розділили між собою Девід Бейкер, який розробив метод комп’ютерного дизайну білків, і Деміс Гассабіс із Джоном Джампером, які створили штучний інтелект AlphaFold2 для аналізу їхньої структури.

🥈 У 2023 році лауреатами премії стали Мунгі Бавенді, Луїс Брюс та Алексей Єкимов за відкриття та синтез квантових точок, які зараз використовують у світлодіодних лампах і телевізорах.

🥉 А у 2022 році премію присудили Керолін Бертоці, Мортену Мелдалу та Баррі Шарплесу за розвиток клік-хімії та біоортогональної хімії, що полегшило синтез ліків зі складною структурою молекул.