금속-유기 골격체(MOF), 고효율 가스 저장 등 실용성 인정
일본 과학자 포함, 3인 공동 수상…지속가능 미래 기술 주목
(문화뉴스 주진노 기자) 2025년 노벨화학상은 ‘금속-유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOF)’라는 혁신적인 다공성 물질을 개발한 세 명의 과학자에게 수여됐다.
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 8일(현지시간), MOF의 구조와 응용 가능성을 새롭게 열어준 기타가와 스스무(일본 교토대 교수), 리처드 롭슨(호주 멜버른대 교수), 오마르 M. 야기(미국 UC버클리대 교수)를 공동 수상자로 선정했다고 밝혔다.
MOF는 금속 이온과 유기 분자를 결합해 만든 정교한 골격 구조로, 내부에 미세한 구멍이 다수 존재해 기체의 흡착, 저장, 분리 등 다양한 기능을 수행할 수 있다. 이번 수상은 MOF가 가지는 구조적 가능성과 실용성을 실험적으로 확립한 공로에 주어졌다.
롭슨 교수는 1989년 구리 양이온을 기반으로, 다이아몬드 형태를 갖추면서도 내부에 빈 공간이 많은 최초의 MOF 구조를 구현했다. 이는 다공성 결정 구조체의 가능성을 보여준 선구적 업적이지만, 초기 구조는 불안정해 쉽게 붕괴되는 한계를 지녔다.
이후 기타가와 교수는 MOF의 틀 내부를 통해 기체가 자유롭게 출입할 수 있다는 사실을 입증했고, 구조를 유연하게 설계할 수 있는 방법론을 제시했다. 이러한 연구는 MOF의 실용성과 다양성을 높이는 데 크게 기여했다.
야기 교수는 MOF의 구조적 안정성과 응용성을 동시에 확보하는 데 성공했다. 특히 고정형이면서도 높은 기체 저장 능력을 갖춘 MOF를 개발하며 해당 물질이 실제 환경 문제 해결에 적용될 수 있는 가능성을 제시했다.
노벨위원회는 이들의 연구 성과를 바탕으로 전 세계 화학자들이 수만 종의 MOF를 개발하게 됐으며, 그 중 일부는 이산화탄소 포집, 공기 중 수분 수집, 수소 연료 저장 등 다양한 환경·에너지 문제 해결에 활용되고 있다고 평가했다.
이번 업적을 통해 MOF는 고효율 가스 저장, 환경 정화, 신소재 개발 등 다양한 산업적·학문적 분야에서 핵심 기술로 자리매김하고 있다.
사진=노벨위원회
문화뉴스 / 주진노 기자 eveleva@naver.com