金属有機構造体(MOF)は、分子レベルで作られた“穴だらけのスポンジ”のような物質で、気体を吸ったり分けたりすることができます。
環境やエネルギー、医療など、いろいろな分野で役立つ可能性があります。
北川進さん(京都大学特別教授)が開発した「金属有機構造体(MOF)」は、ナノメートル(1メートルの10億分の1)サイズの極小の穴が無数に空いた特別な物質です。
この穴は、分子というとても小さな粒を出し入れできるくらいのサイズで、まるでジャングルジムのような立体的な構造をしています。
MOFは、金属イオン(例えば亜鉛やコバルトなど)と有機分子(炭素を含む分子)を組み合わせて作られます。
この組み合わせによって、穴の大きさや形を自由に変えることができるのが特徴です。
作り方も意外と簡単で、金属と有機物を混ぜるだけでできることもあります。
このMOFのすごいところは、以下のようなことができる点です。
*気体を吸収して貯める
例えば、天然ガス(メタン)や二酸化炭素などを安全に貯蔵できます。
*気体を選んで分ける
空気の中から二酸化炭素だけを取り出すことができるなど、ふるいのように使えます。
*水を集める
砂漠のような乾燥した場所でも、空気中の水分を集めて水を取り出すことができます。
*環境を守る
大気中の汚染物質を取り除いたり、温室効果ガスを減らすことに役立ちます。
*エネルギー分野
水素などのエネルギー源を効率よく貯めて運ぶことができます。
*医療や化学反応
薬を運ぶ材料や、特定の化学反応を助ける触媒としても使えます。
このように、MOFは「21世紀の材料」とも呼ばれるほど、未来の技術にとってとても重要なものです。
北川さんの研究は、分子を組み合わせて“空間”を設計するという新しい化学の考え方を生み出しました。
MOFは「とても小さな穴がたくさんあるスポンジのような物質で、空気の中の特定の成分だけを吸い取ったり、貯めたりできるもの」と覚えておくとよいでしょう。
北川進氏の業績
北川進氏は、金属有機構造体(MOF)という新しい材料を開発し、環境・エネルギー・医療などの分野に革新をもたらした世界的な化学者です。
2025年にノーベル化学賞を受賞しました。
〇基本情報
氏名:北川進(きたがわ すすむ)
生年:1951年、大阪府出身
所属:京都大学 高等研究院 特別教授、副学長
専門分野:無機化学、錯体化学、ナノ材料
〇主な業績
1.MOF(金属有機構造体)の開発
金属と有機物を組み合わせて、分子レベルで穴がたくさんある「スポンジのような物質」を作る技術。
この構造体は、空気中の特定の気体(例えば二酸化炭素)を吸い取ったり、分けたりすることができます。
2.PCP(多孔性配位高分子)の研究
MOFと似た構造で、より柔軟に設計できる材料。
ガスの貯蔵や分離、薬の運搬、センサーなどに使われます。
3.応用分野への貢献
*環境分野:温室効果ガスの回収や浄化。
*エネルギー分野:水素やメタンなどのガスを効率よく貯める。
*医療分野:薬を必要な場所に届ける技術。
4.世界的な影響
MOFの研究は世界中の科学者に広まり、数百種類以上のMOFが開発されています。
北川氏はこの分野の「パイオニア(先駆者)」として知られています。
5.受賞歴
日本化学会賞、紫綬褒章、トムソン・ロイター引用栄誉賞など多数。
2025年にノーベル化学賞を受賞:MOFとPCPの開発と応用が評価されました。
北川氏の研究は、「分子の世界に空間を作る」という新しい考え方を生み出し、未来の技術に大きな可能性を与えています。


