XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Введение. В 2025 году была присуждена Нобелевская премия по химии за создание металл-органических каркасных структур (MOF— metal-organic frameworks). За эту работу отвечали такие ученые, как Сусуму Китагава из Японии, Ричард Робсон из Австралии и американец Омар М. Яги. Данное открытие можно использовать для сбора воды из воздуха пустынь, улавливания углекислого газа, хранения токсичных газов или катализа химических реакций. Также существует возможность использования этого открытия в медицине.

Цель и задачи. Целью исследования является рассмотрение перспективы использования MOF в медицине. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Рассмотреть структуру MOF.

2. Ознакомиться с методами синтеза MOF.

3. Изучить свойства MOF.

Материалы и методы. Для проведения данной работы был использован метод углубленного анализа доступных научных источников информации по рассматриваемой теме, с использованием справочников и интернет-ресурсов.

Результаты. В MOF заложен большой потенциал, который позволяет открыть ранее недоступные возможности создания материалов с новыми функциями. Металл-органические каркасные структуры — класс гибридных материалов, координационных полимеров. Они представляют собой микропористые структуры с размером пор в единицы нанометров. Помимо этого, MOF способны к образованию пространственных одно-, двух- или трёхмерных структур. Размер и геометрия пор будут зависеть от природы металла, органического лиганда и метода синтеза данных соединений. Решетчатость этих структур обусловлена тем, что они состоят из ионов или малых кластеров металлов, связанных органическими лигандами, которые называются линкерами. Линкерами могут выступать остатки карбоновых кислот или азотсодержащие гетероциклические соединения. Структура будет состоять из органической единицы представленной линкером и неорганической части выступающей в виде кластера или иона металла. Получение MOF возможно двумя методами: гидротермальным методом, заключающимся в получении ростом из водных растворов, где растворены лиганд и соединение металла, и сольвотермальным методом, который проходит в среде органических растворителей. MOF обладают различными свойствами, среди которых: высокая пористость и низкая кристаллическая плотность, высокая удельная поверхность, регулярная доступная система пор и однородное распределение пор по размерам и форме, а также возможность рационального дизайна каркаса путём подбора органических и неорганических строительных блоков.

Выводы. Подводя итоги, можно отметить, что MOF возможно использовать в качестве препаратов с постепенным высвобождением действующего вещества в организме. Такое действие структур повышают эффективность терапии и снижая побочные эффекты. Также MOF могут применяться для целенаправленной доставки генов в клетки с целью изменения судьбы стволовых клеток, активации программы гибели раковых клеток.