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2025-10-08 13:34:00
ノーベル化学賞は、砂漠の空気から水を採取し、産業施設から二酸化炭素を回収し、水から毒素を除去できる革新的な多孔質材料を開発した３人の科学者に授与された。
京都大学の北川進氏、メルボルン大学のリチャード・ロブソン氏、カリフォルニア大学バークレー校のオマール・ヤギ氏が、ストックホルムのスウェーデン王立科学アカデミーから1100万スウェーデン・クローナ（約87万1,400ポンド）の賞を共同受賞した。
このトリオは、金属イオンと有機分子を組み合わせて、液体や気体が流れることができる高度に多孔性の構造を作る方法を発見した。それ以来、水素の貯蔵から水からの化学物質の永久除去、廃棄物からの貴重な希土類金属の回収まで、さまざまな用途にそのような材料が数万個作られてきました。
科学者らは、21世紀の材料と呼ばれるほどの可能性を秘めた「有機金属フレームワーク」（MOF）の開発で表彰された。
ノーベル化学委員会の委員長であるハイナー・リンケ教授は受賞発表で次のように述べた。「彼らは、ゲスト分子が同じ材料に出入りできるように、内側に大きな空洞を備えた全く新しい材料を作成する方法を発見した。その材料はまるでホテルの一室のように見える。
「そのような物質が少量あれば、ハリー・ポッターに出てくるハーマイオニーのハンドバッグのようなものになる可能性があります。少量の中に大量のガスを蓄えることができます。」
この研究は、1989 年にロブソン氏によって始まりました。ロブソン氏はウェストヨークシャー州グラスバーン生まれの化学者で、オックスフォード大学とスタンフォード大学で学んだ後、オーストラリアに移住しました。ダイヤモンドの構造にインスピレーションを得て、彼は銅イオンを 4 本の腕を持つ分子と組み合わせてピラミッド型の分子を作りました。これらは互いに結合して、空洞が点在する結晶を形成しました。
ロブソン氏はこの構造の可能性を認識していましたが、それらは不安定で崩壊する傾向がありました。有機金属フレームワークを今日の貴重な材料に変えるには、北川氏とヤギ氏のさらなる努力が必要でした。
北川氏は、コバルト、ニッケル、亜鉛をベースにした同様の構造が安定しているだけでなく、メタン、窒素、酸素の貯蔵と放出に使用できることを示しました。同氏は続けて、MOF はさまざまなタスクに合わせて調整でき、柔軟な素材で作成することもできることを示しました。
ノーベル賞委員会から連絡を受けた北川氏は、受賞を「大変光栄に思い、うれしく思っている」と述べた。将来の希望について尋ねると、北川氏はMOFを使って炭素や酸素などの重要な元素を空気から抽出し、グリーンエネルギーでそれらを有用な物質に変えたいと述べた。 「これが私の夢です」と彼は言いました。
ヤギさんは 10 歳のとき、普段は施錠されている学校の図書館に忍び込み、本棚から手当たり次第に本を引き抜いたことがきっかけで化学に魅了されました。彼はヨルダンのアンマンにある、水道も電気もない一室で兄弟とともに育ちました。父親の強い勧めで彼は米国に留学した。
新しい分子構造を構築する従来の方法に不満を抱いていたヤギは、レゴの部品を組み立てて大きな結晶を作るような、より正確なアプローチを開発しました。 1990 年代に、彼は銅またはコバルトで結び付けられた網に似た MOF を発表しました。その後、彼は驚くべき亜鉛ベースの MOF を作成しました。数グラムでサッカー場と同じ広さの面積を保持できるということは、その大きさの割に膨大な量のガスを吸収できることを意味します。
インペリアル・カレッジ・ロンドンの化学者、ベッキー・グリーナウェイ博士は次のように述べた。
「彼らの発見により、ガスの貯蔵や分離から薬物送達に至るまで、あらゆる範囲の応用が可能になり、炭素回収や触媒作用で有望視されている多孔質液体（穴のある液体）など、他の分野も開拓されました。」
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