2023년 노벨화학상은 ‘금속-유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOF)’라는 혁신적인 분자 구조를 개발한 세 명의 과학자에게 주어졌다. 스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 10월 8일(현지시간) 일본 교토대의 기타가와 스스무(74) 교수, 호주 멜버른대의 리처드 롭슨(88) 교수, 그리고 미국 UC버클리대의 오마르 M. 야기(60) 교수를 수상자로 발표했다.

MOF는 금속 이온과 유기 분자가 결합하여 형성된 결정을 기반으로 하며, 그 내부에는 무수히 많은 미세한 구멍이 있어 다른 분자들이 자유롭게 드나들 수 있는 구조를 가지고 있다. 이 기술은 메마른 사막의 공기에서 수분을 추출해 물로 변화시키고, 대기 중의 이산화탄소를 포집하는 데 활용되며, 이는 기후 변화 문제 해결을 위한 여러 새로운 기술의 발전에 기여해왔다.

하이너 링케 노벨화학위원회 위원장은 MOF의 엄청난 잠재력에 주목하며, “이 구조는 새로운 기능을 가진 맞춤형 물질을 개발할 수 있는 기회를 제공하고, 과거에는 예상하지 못했던 혁신을 가능하게 한다”고 강조했다. 롭슨은 1989년 구리 양이온을 중심으로 하여 다이아몬드와 유사하면서도 내부의 빈 공간이 많은 MOF 구조를 최초로 개발하였다. 다만, 이 구조는 불안정하여 쉽게 붕괴된다.

이후, 기타가와 교수는 MOF 구조 안에서 기체가 자유롭게 이동할 수 있다는 점과 MOF의 유연성을 입증하였다. 야기 교수는 강력하고 안정적인 MOF를 설계하여, 전 세계의 화학자들이 이후 수만 종의 다양한 MOF를 제작하도록 이끌었다. 이 중 일부는 탄소 포집, 물 부족 문제 해결 및 환경 정화 등 인류의 큰 문제 해결에 기여하고 있다.

기타가와 교수의 수상으로 일본 학자는 올해 노벨생리의학상에 이어 화학상까지 수상하게 되어, 일본 학계의 성과가 더욱 빛나고 있다. 최근 발표된 노벨생리의학상 수상자에는 사카구치 시몬 지식연구소 석좌교수도 포함되어 있다. 이들의 수상으로 모두가 관심을 가지는 과학적 혁신과 그 가능성이 더욱 강조되고 있다.

수상자들은 총 1천100만 스웨덴 크로나(약 16억4000만원)의 상금을 균등하게 나누어 가질 예정이다. 노벨위원회는 생리의학상과 물리학상에 이어 화학상을 발표했으며, 앞으로 문학상, 평화상, 경제학상 수상자들의 발표도 대기 중이다.