Лауреаты Нобелевской премии по химии 2025 года доказали, что маленькие вещи, такие как сумочка Гермионы из Гарри Поттера, способны хранить огромные количества вещества. Они создали молекулярные конструкции с большими пространствами, через которые могут проходить газы и другие химические вещества. Эти конструкции называются – металлоорганические каркасы. Их можно использовать для получения воды из воздуха в пустыне, улавливания углекислого газа, хранения токсичных газов или катализа химических реакций. В этих конструкциях ионы металлов выполняют роль краеугольных камней, связанных между собой длинными органическими (углеродными) молекулами. Вместе ионы металлов и молекулы образуют кристаллы с большими полостями. Такие пористые материалы называются металлоорганическими каркасами (МОК).
Ричард Робсон попробовал по-новому использовать присущие атомам свойства. Он соединил положительно заряженные ионы меди с четырёхрукавной молекулой, на конце каждого «рукава» которой была химическая группа, притягивающаяся к ионам меди. Когда они соединились, то образовали упорядоченный, просторный кристалл. Он был похож на алмаз, наполненный бесчисленными полостями.
Китагава показал, что газы могут поступать в конструкции и выходить из них, и предсказал, что MOF можно было бы сделать гибкими.
Яги создал очень стабильный MOF5 всего пара граммов, которого может вместить площадь размером с футбольное поле и показал, что его можно модифицировать с помощью рационального дизайна, придав ему новые и желаемые свойства.
Сегодня металлоорганические каркасы превратились в целую платформу для проектирования материалов.
