재료 과학에 혁명을 일으킨 발견을 한 세 명의 화학자가 금속 유기 골격(MOF) 개발을 개척한 공로로 2025년 노벨 화학상을 수상했습니다 . MOF는 현재 탄소 포집, 정수, 지속 가능한 산업 화학의 핵심이 되는 결정질 소재입니다.

이 상은 멜버른 대학 의 리처드 롭슨 , 교토 대학 의 스스무 키타가와 , 캘리포니아 대학 버클리 의 오마르 야기에게 수여됩니다 . 이들의 공동 연구를 통해 MOF는 실험실에서 깨지기 쉬운 호기심의 대상에서 환경 혁신을 위한 견고하고 다재다능한 플랫폼으로 변모했습니다.

롭슨은 1990년대에 구리 이온과 유기 결합체를 이용하여 미세한 구멍이 있는 다이아몬드 형태의 격자를 형성하는 실험을 통해 초기 MOF 구조를 처음 개발했습니다. 이러한 초기 구조는 엄청난 잠재력을 시사했지만, 실제 사용에 필요한 안정성이 부족했습니다.

이러한 획기적인 발전은 키타가와와 야기의 연구를 통해 이루어졌습니다. 키타가와는 기체가 MOF 구조를 파괴하지 않고 가역적으로 이동할 수 있음을 입증했고, 야기의 합리적인 설계 방법은 안정적이고 맞춤형 구조를 만들어냈습니다. 이들의 발견은 MOF를 현대 화학의 초석으로 만들었습니다.

오늘날 연구자들은 10만 개가 넘는 MOF 변종을 개발하여 탄소 포집, 수소 저장, 촉매 작용, 오염 제어 분야에서의 잠재력을 탐구하고 있습니다.

야기의 후기 연구는 공유 결합 유기 골격(COF)과 제올라이트 이미다졸레이트 골격(ZIF)이라는 두 가지 관련 소재를 개발하는 데 기여했으며, 이를 통해 CO2와 기타 가스를 포집하는 툴킷이 더욱 확장되었습니다.

산업과 환경의 변화
MOF의 영향은 학계에서 산업계로 빠르게 확산되었습니다. BASF와 같은 기업들은 이제 MOF 기반 시스템을 사용하여 산업 배기가스에서 매년 수백 톤의 이산화탄소를 포집하고 있습니다.

Svante 의 기업 개발 담당 부사장인 데이비드 필립스는 “MOF는 기존의 용매 기반 시스템보다 잠재적으로 더 우수하고 저렴하며 안전한(전통적인 신기술 도입의 ‘세 단어’ 야망) 산업적 규모의 CO2 포집 경로를 제공합니다.” 라고 말했습니다.