노벨화학상에 ‘금속 유기 골격체’ 만든 3인 선정…日 31번째 노벨상

사막 공기에서 물 채집, 이산화탄소 포집 가능
1989년 호주 교수의 첫 설계 이래
일본, 미국 교수가 새 가설 증명하며 완성

2025년 노벨화학상은 ‘금속 유기 골격체’(Metal–Organic Frameworks·MOF)’라는 새로운 분자 구조를 만든 과학자들에게 주어졌다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 8일(현지시간) 금속·유기 골격체를 개발한 스스무 기타가와 일본 교토대 교수와 리처드 롭손 호주 멜버른대 교수, 오마르 M. 야기 미국 버클리캘리포니아대 교수에게 노벨화학상을 수여한다고 발표했다.

금속·유기 골격체는 금속 원자(이온)를 기둥처럼 세우고 그 사이를 유기 분자로 연결해서 만드는 결정 구조로, 이를 활용하면 사막의 공기에서 물을 모으거나 이산화탄소를 포집해 지구온난화를 줄이는 데 쓰일 수 있다고 한다. 유해가스를 저장해 없애는 데도 활용 가능하다. 특정 화학반응을 촉진하는 촉매 역할도 할 수 있다.

이 MOF 구조는 1989년 롭슨 교수가 처음으로 만들었다. 금속과 분자를 엮어 다이아몬드처럼 구멍이 많은 구조를 만들었는데 구조가 약해 오래 가진 못했다. 이후 기타가와 교수가 이 구조 안으로 기체가 자유롭게 드나드는 걸 보여줬고, 이런 구조가 유연하게 움직일 수 있다는 가설도 세웠다. 또 야기 교수가 안정적인 MOF를 만드는 데 성공하면서 이 분자 구조가 빛을 보게 됐다.

노벨위원회는 “롭슨 교수가 MOF 구조를 만든 이래 전 세계 화학자들이 수만 종의 MOF를 만들었고 그 중 일부는 탄소 포집, 물 부족 해결, 환경 정화 등 인류의 큰 문제를 해결하는데 쓰일 수 있게 됐다”고 말했다.

이로서 일본 학자는 올해 노벨생리의학상에 이어 화학상도 수상했다. 지난 6일 발표된 노벨생리의학상 수상자에는 사카구치 시몬 일본 오사카대 석좌교수가 포함됐다.

노벨화학상은 알프레드 노벨의 유언에 따라 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회가 매년 화학 분야에서 혁신적인 연구 업적이나 발견을 이룬 과학자에게 수여하는 상이다. 1901년부터 2024년까지 197명의 수상자에게 116회 수여됐다. 지난해에는 단백질 구조 예측과 설계 연구에 기여한 데이비드 베이커, 데미스 허사비스, 존 점퍼가 공동 수상했다.