"구멍투성이"가 세계를 구할 수 있을까? 사막의 공기에서 물을, 생산 라인에서 CO₂를: 노벨 화학상과 메탈 유기 구조체

2025년 10월 8일, 노벨 화학상이 "공동을 가진 결정"——메탈 유기 구조체(MOF)의 개척자들에게 수여되었다. 수상자는 교토 대학의 키타가와 스스무, 멜버른 대학의 리처드 롭슨, 캘리포니아 대학교 버클리의 오마르 야기이다. 왕립 과학 아카데미는 "화학이 발전할 수 있는 '새로운 방(rooms for chemistry)'을 만들어냈다"고 평가하고 있다. 발표는 10월 8일, 스톡홀름에서 이루어졌다.NobelPrize.org

MOF란, 금속 이온을 "기둥"으로, 유기 분자(링커)를 "들보"로 하여 공간적으로 조립한 결정이다. 주목할 만한 점은 내부에 분자가 출입할 수 있는 나노 사이즈의 공동이 연속된다는 것이다. CO₂ 회수, 가스 분리·저장, 수소 저장, 사막의 공기에서 물 수집, 촉매 등, 그린 기술의 "뒤에서 일하는 힘"으로서의 잠재력이 뛰어나다.NobelPrize.org

역사를 거슬러 올라가면, 1980년대 말에 롭슨이 프레임 형태의 결정을 제시하고, 90년대에 야기가 용매를 제거해도 골격이 유지되는 "영구적 다공성"을 명확히 보여주었으며, 1997년에는 키타가와가 가스 흡착과 그에 따른 골격의 신축이라는 MOF의 특성을 생생하게 그려냈다. 이 축적이 "현대 MOF 화학의 탄생"을 결정지었다.Phys.org

미디어는 그 직관적인 대단함을 "헤르미온느의 가방"에 비유한다. 각설탕 크기의 MOF에 축구장급의 표면적이 담긴다는 비유는 일반 독자에게도 공간의 기적을 전한다. 응용은 CO₂나 유독 가스의 포획, PFAS 제거, 물 정화, 자원 회수로 확장된다.Reuters

SNS도 축복 일색이다. 노벨 재단의 공식 X는 3명의 수상을 속보로 전하며, 화학 커뮤니티의 타임라인이 일제히 MOF로 물들었다. 교토 대학은 기자 회견을 열고, 키타가와는 기쁨과 전망을 말했다. 미국 측에서도 UC 버클리와 연구 기관의 공식 계정이 축하를 표명하고 있다.X (formerly Twitter)　교토 대학

일본에서는 과학관이나 재외 공관의 계정도 축복을 발신. "2025년의 화학상은 키타가와 스스무 씨 등"이라고 요점을 알기 쉽게 전하는 게시물이 잇따랐다. 국내 보도는 "요시노 아키라 이후 6년 만에 9번째 화학상"이라는 주제도 강조. 수상 이유를 "나노 사이즈의 틈을 가진 물질의 창출"이라고 해설하고, 차세대 에너지(특히 수소)에 대한 기대를 전했다.X (formerly Twitter)

국제적으로는, 야기의 배경에도 관심이 모아졌다. 워싱턴 포스트는 난민 가정에서 태어난 그가 학문의 길을 개척하고, 화학이 인생을 "아름다운 것 만들기"에서 지구 문제 해결로 연결해가는 과정을 세심하게 보도하고 있다. 이러한 맥락은 아랍권이나 디아스포라 커뮤니티에서도 큰 자부심이 되었다.The Washington Post

수상 당일의 에피소드도 화제다. AP는 수상 연락을 "스팸 전화"로 오해해 받지 못하는——그런 "노벨 있는 있는 일"을 소개. 화학상에서도 키타가와가 처음에는 영업 전화라고 생각했다는 작은 이야기가 확산되어, 저절로 미소를 짓게 한다.AP News

물론, 축제 분위기 일색이라는 것은 아니다. Reddit의 화학 클러스터에서는 "MOF는 만능이 아니다", "제올라이트가 우수한 경우도 있다", "산업 스케일은 아직 중간 단계"라는 실무적인 시점도 공유되었다. 한 사용자는 "MOF는 좋아한다. 하지만 '무엇이든 MOF로 OK'라는 과장은 논의를 흐리게 한다"고 말했다. 냉정한 시점이, 다음 10년의 과제를 제시한다.Reddit

그렇다면, 그 과제는 무엇인가. 먼저 내구성이나 습도 하에서의 안정성, 분말 핸들링이나 성형, 스케일업 시의 비용이다. 학술 커뮤니티는 이미 "실행 사양"의 논의를 깊게 하고 있으며, 미국 화학회(ACS)는 이번 수상을 환영하면서, 설계 자유도의 높이가 실용 재료 설계의 무기가 될 것이라고 강조한다. 한편, Nature는 "초 스펀지"로서의 MOF가 CO₂ 포획이나 선택적 분리에서 열쇠를 쥐고 있다고 하면서, 산업 응용에서는 프로세스 전체의 최적화가 필수적이라고 지적한다.American Chemical Society

밝은 소식도 많다. 일본 국내에서는 교토 대학에서의 기자 회견이 열리고, "도전을 계속해 온 연구가 평가되었다"고 키타가와가 말했다. 멜버른 대학은 롭슨의 오랜 공헌을 기리고, 버클리는 "레티큘러 화학"이 가져온 학제 융합을 발신. 각 거점의 홍보가, 연구자 개인의 걸음과 재료의 미래상을 다시 연결하는 좋은 기회가 되었다.리세맘

MOF는 "분자의 호텔"이다. 손님이 될 분자의 종류나 크기에 맞춰, 방(공동)의 크기나 벽의 성질을 설계할 수 있다. 그래서 CO₂와 같은 까다로운 손님을 선택해 잡거나, 의약 분자를 천천히 방출하는 "시간 관리"를 할 수 있다. 스펀지처럼 흡수하는 것만이 아니라, "선택적으로 작용하게 하는" 점에, 화학상에 값하는 새로움이 있다.NobelPrize.org

마지막으로, 이 수상은 "기초에서 사회로"의 긴 다리를 비춘다. 결정 격자라는 미시 세계에 대공간을 만든 발상이, 전력·물·자원이라는 거시적 과제와 직결되었다. 축복과 동시에, 스케일화·비용·내구성이라는 현실적 장벽도 정면에서 이야기되고 있는 지금이야말로, 대학·기업·정책이 같은 지도를 펼치는 타이밍이다. MOF가 만든 "화학의 새로운 방"은, 지구의 새로운 상식을 만들어내는 작업실이기도 하다.