2025年ノーベル化学賞：北川進氏の受賞
2025年10月8日、ノーベル化学賞が京都大学特別教授の北川進氏（日本）、Richard Robson氏（オーストラリア）、Omar M. Yaghi氏（米国）に授与されました。受賞理由は、「金属有機骨格（Metal-Organic Frameworks: MOF）および多孔性配位高分子（Porous Coordination Polymers: PCP）の開発と応用」における画期的な貢献です。この技術は、ガス貯蔵、CO2分離、薬物送達、センサーなど多岐にわたる応用で、環境・エネルギー・医療分野に革新をもたらしました。
北川進氏の経歴
- 生年月日・出身: 1951年7月4日、大阪府生まれ（74歳、2025年時点）。
- 学歴:
- 1974年：京都大学工学部工業化学科卒業。
- 1979年：京都大学大学院工学研究科博士課程修了（工学博士）。
- 職歴:
- 1979年：京都大学工学部助手。
- 1984年：奈良女子大学助教授。
- 1992年：東京理科大学教授。
- 1998年：京都大学教授（人間・環境学研究科）。
- 2010年～：京都大学iCeMS（物質-細胞統合システム拠点）拠点長、特別教授。
- 現在：京都大学高等研究院理事（研究推進担当）・副学長。
- 受賞歴（ノーベル賞以前）:
- 日本化学会賞（複数回）。
- 日本学術振興会賞。
- トムソン・ロイター引用最高賞（2016年）。
- 国際学会での表彰多数。
- 研究スタイル: 無機化学と配位化学を基盤に、ナノスケールの機能性材料を追求。論文数438本以上、特許多数（2025年時点）。
業績の解説
北川氏の研究は、多孔性配位高分子（PCP）および金属有機骨格（MOF）の開発に焦点を当てています。これらは金属イオンと有機リガンドが規則的に結合したナノ多孔質材料で、従来のゼオライトや活性炭とは異なり、構造の柔軟性と設計自由度が高いのが特徴です。以下に主要な業績を解説します。
1. MOF/PCPの基礎研究
- 開発の背景: 1990年代、固体材料の多孔性はゼオライトのような硬い構造に限定されていました。北川氏は、金属と有機物を組み合わせた「柔らかい」多孔性材料を提唱。1997年に最初のPCP論文を発表し、MOFの原型を構築。
- 構造の特徴: MOFは、金属イオン（例: Zn, Cu, Co）と有機リガンド（例: ビピリジン、カルボン酸）が自己組織化して形成される3次元格子構造。ナノスケールの細孔（孔径1～10nm）が特徴で、表面積は1gあたり数千m²に達する。
- 動的挙動: 北川氏はMOFの「スイッチング機能」を発見。外部刺激（圧力、温度、ガス分子）に応じて細孔が開閉する特性を解明（例: [Co₂(4,4′-bipyridine)₃(NO₃)₄]）。これにより、従来不可能だった選択的分子吸着を実現。
2. 応用研究と社会的影響
北川氏のMOF/PCPは、多様な実用化で注目されています：
- ガス貯蔵・分離:
- 水素やメタンの高効率貯蔵（クリーンエネルギー）。
- CO2の選択的吸着による炭素回収（気候変動対策）。
- 例: MOFを用いたメタン貯蔵は、天然ガス車の燃料タンクに応用可能。
- センサーと触媒:
- 特定の分子を検知する高感度センサー（例: 有害ガスのリアルタイム検出）。
- 触媒反応の場として、化学工業の効率化に寄与。
- バイオメディカル応用:
- 薬物分子を細孔に貯蔵し、標的部位で放出するドラッグデリバリーシステム。
- 細胞統合システム（iCeMSでの研究）を通じた医療革新。
- 環境貢献:
- 有害物質（重金属、揮発性有機化合物）の吸着除去。
- エネルギー消費を抑えた分離技術で、持続可能な社会を支援。
3. 学術的インパクト
- 論文と引用: 北川氏はMOF/PCP分野の先駆者として、国際的に高く評価され、引用数は数万回に上る。代表論文は「Science」や「Nature」に多数掲載。
- 共同研究: Robson氏（MOFの初期理論）、Yaghi氏（高表面積MOFの合成）と協力し、分野を牽引。
- 次世代育成: 京都大学iCeMSで、MOFを活用した学際研究を推進。世界中の研究者に影響を与える。
意義と影響
北川氏のMOF/PCPは、材料科学に新たなパラダイムを築きました。従来の硬い多孔質材料とは異なり、柔軟性と機能性を両立させたことで、科学・産業・社会の課題解決に道を開きました。特に、気候変動対策やエネルギー危機への応用は、持続可能な未来に直結します。ノーベル委員会は、「北川らの研究は、分子レベルの設計で世界を変える可能性を示した」と評価しています。
補足
- 日本のノーベル化学賞: 北川氏は日本8人目の化学賞受賞者（野依良治、鈴木章、根岸英一、白川英樹、下村脩、田中耕一、吉野彰に続く）。
- 関連情報: 詳細は京都大学公式サイト（kyoto-u.ac.jp）、ノーベル財団（nobelprize.org）、または北川氏の研究室ページ（iCeMS）を参照。
北川進氏の業績は、科学の境界を超え、環境・医療・エネルギー分野での革新を加速させています。