2025年の化学分野ノーベル賞は、金属有機骨格構造のパイオニアである北川進、リチャード・ロブソン、オマル・ヤギに授与されました。これらは二酸化炭素などのガスを貯蔵・放出できる多孔質材料です。これらの構造は、金属イオンと有機分子から自己集合し、汚染物質の捕捉や空気中からの水の収穫などの応用に大きな可能性を秘めています。委員会は、微小な空間に膨大な量の物質を保持できる材料を作成した彼らの業績を称賛しました。
1980年代後半、オーストラリアのメルボルン大学のリチャード・ロブソンは、ダイヤモンドの整然とした構造に着想を得て、最初の金属有機骨格（MOF）を開発しました。彼は金属イオンをノードとして有機分子で連結し、ダイヤモンドよりもはるかに大きな空洞を持つ骨格に自己集合させることを可能にしました。しかし、ロブソンの初期のMOFは空洞が水で満たされていました。
日本の京都大学の北川進は、乾燥可能なほど安定したMOFを作成することで分野を進展させ、ガスを吸着・放出できるようにしました。「彼は、ガスが材料に吸収され、材料から放出されることを示しました」と、ノーベル化学委員会のメンバーであるオロフ・ラムストローム氏は述べました。北川はさらに、ガスの追加や除去時に形状を変えるMOFを開発しました。
カリフォルニア大学バークレー校のオマル・ヤギは、亜鉛と酸素を含む金属イオンクラスターをカルボキシレート含有リンカーで連結することで安定性を高めました。「これは驚くべき骨格で、非常に安定していました。300℃まで安定していました」とラムストローム氏は指摘しました。「さらに驚くべきは、巨大な表面積を持つことです。小さな砂糖の立方体程度の数グラムのこの多孔質材料が、数千平方メートルの大きなサッカー場に匹敵する表面積を持っています。」ヤギはまた、より長いリンカーが空洞を拡大できることを示しました。
ノーベル化学委員会の議長であるハイナー・リンク氏は、これらの材料を「ハリー・ポッターのハーマイオニーのハンドバッグ」に例え、「小さな体積に大量のガスを貯蔵できます」と付け加えました。それ以来、数万のMOFが作成され、新しいものがほぼ毎日現れています、とラムストローム氏によると。潜在的な用途には、煙突からのCO2捕捉、永遠の化学物質の除去、砂漠の空気からの水抽出が含まれます。