Лауреатами Нобелевской премии по химии 2025 года стали Сусуму Китагава (Susumu Kitagawa), Ричард Робсон (Richard Robson) и Омар Ягхи (Omar M. Yaghi) — за открытие металл-органических каркасов. Церемонию объявления победителей можно смотреть в прямом эфире на сайте Нобелевского комитета. Подробнее об исследованиях ученых рассказывает официальный пресс-релиз.
Металл-органические каркасы (MOFs) — это полимерные кристаллические структуры. Они построены из ионов металлов, соединенных между собой органическими лигандами. Первым такой кристаллический каркас получил и описал в 1989 году профессор Мельбурнского университета Ричард Робсон. Он смешал комплекс одновалентной меди с органическим нитрильным лигандом, в результате чего образовался трехмерный каркас, в котором нитрильные лиганды связывали ионы меди между собой. Робсон обнаружил, что такие каркасы содержат в своей структуре поры, которые могут занимать ионы или другие органические молекулы.
Второй лауреат премии — японский химик Сусуми Китагава из Киотского университета — в 1997 году показал, что металл-органические каркасы можно использовать для абсорбции газов. Он синтезировал каркас на основе кобальта, который поглощал углекислый газ, азот и кислород. Впоследствии Китагава и другие химики разработали множество каркасов, способных селективно поглощать углекислый газ или токсичные газы. Также Китагава первым предложил получать «гибкие» каркасы, способные менять свою структуру при поглощении и десорбции молекул (ранее мы рассказывали об одном из таких каркасов).
Каркасы Робсона и Китагавы часто легко разрушались при нагревании. Омар Ягхи из Калифорнийского университета в Беркли в 1995 году синтезировал каркас на основе кобальта, который не терял своей структуры при нагревании вплоть до 350 градусов Цельсия. Эта работа показала, что металл-органические каркасы могут быть очень стабильными, даже когда их поры не заняты никакими молекулами. Ягхи синтезировал множество каркасов, в том числе MOF-5 на основе цинка, который он использовал для хранения водорода. В 2019 году ученый провел знаменитый эксперимент в пустыне Мохаве. Полученный им каркас MOF-303 поглощал до 0,7 литра воды в день в расчете на килограмм каркаса.
В 2024 году премию получили Дэвид Бэйкер, Демис Хассабис и Джон Джампер за предсказание трехмерной структуры белков по их аминокислотной последовательности и наоборот — аминокислотной последовательности по заданной трехмерной структуре.