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2025-10-08 12:50:00
私逆説的に、ほぼ完全に空になる固体材料を想像してください。内部表面がサッカー場のそれと同等の数グラムの立方体。化学の「ハーマイオニーバッグ」バージョン:外側は小さな、内側は巨大です。これはまさに、2025年のノーベル化学賞の3人の勝者が今週水曜日にスウェーデン科学アカデミーによって発表されたもので、何とか創造できたものです。
オーストラリアのリチャード・ロブソン(メルボルン大学)、日本の北村(京都大学)、およびアメリカのオマール・M・ヤギ(カリフォルニア大学バークレー校)は、MOF(金属オーガニックフレームワーク)、または金属製の無機枠組みを開発したことで報われます。ノーベル委員会によって「分子のためのホテルの部屋」と比較した超低分子構造。これは、Co₂の捕獲、飲料水の生産、エネルギーの貯蔵に革命をもたらすことを約束します。
インスピレーションの源としてのダイヤモンド
物語は、リチャード・ロブソンがあえて科学的コンセンサスに挑戦しようとした1980年代後半に始まります。当時、分子スケールでの秩序化された構造を建設することは、「非常に難しい課題」と見なされていました。ロブソンは、ダイヤモンドの完璧さに触発されています。各炭素原子は他の4つの原子に囲まれており、非の打ちどころのない四面体建築を形成しています。彼はこの原理を分子スケールに転置します。金属イオン(銅など)は、梁として作用するピラミッド型の有機分子によって結合する接合点の役割を果たします。
すべての可能性に対して、アセンブリは機能します。しかし、原子が圧縮されているダイヤモンドとは異なり、ロブソン構造には巨大な空洞が含まれています。さらに良いことに、分子アーキテクチャが崩壊することなく、材料内のイオンを交換できます。
数年後、北京usumuは決定的な一歩を踏み出しました。彼は、これらの構造がガスを捕らえることができることを証明しました。挑戦?フレームが崩壊することなく、溶媒の空洞を空にします。北川はこれを達成し、彼のMOFがメタン、酸素、または窒素を可逆的に吸収および放出できることを実証しています。しかし、彼はさらに進んでいます。その後、彼は柔軟なMOFの存在を予測し、それらが収容する分子に応じて形状を変えることができます。 「それは驚くべき財産です」と彼は記者会見で打ち明けました。私の喜びは、これらの材料の柔軟性に関連するこれらの新しいプロパティを発見することです。 »
「外側は小さくなっていますが、内側は巨大です」
発見する
答え
フィールドを揺るがしたブレークスルーに関しては、それはオマール・ヤギから来ました。超高MOFを作成しようとする際に、彼は最初に最大300°Cまでの耐性のMOF-5構造を設計しました。しかし、科学界を驚かせるのは彼の次の発見でした。この多孔質材料の数グラムには、数千平方メートルの内部表面積が含まれていました。
「ハリー・ポッターのハーマイオニーのバッグに少し似ています」とノーベル委員会のメンバーであるオロフ・ラムストローム教授が示しています。 「外側は小さく、内側は巨大です。»この啓示は、「フィールド全体の明らかな要素」になり、研究者と産業家を魅了します。オマールヤギは、オーガニックリンカーの長さを単純に変更することで、構造全体を変更せずに空洞の体積を調整できることを示しています。
#分子スポンジの3人の先駆者が報われました