利用分子「網」捕集二氧化碳等氣體並將其轉化爲能源等的技術目前正在開發中。作爲分子網受到關注的，是可利用無數小中孔捕集氣體的「多孔金屬錯合物」。名字聽起來有點複雜，只需將其理解成一種充滿孔洞的材料即可。將無法捕捉的氣體作爲有實體的物質操控的「氣體時代」很快就要到來。
多孔金屬錯合物可以僅從氣體中提取並存儲有毒的甲烷和危險的乙炔，或者從沙質沙漠上空的空氣中「收穫」寶貴的水。京都大學的北川進特別教授於1990年代開發出了這種物質，其結構類似於攀登架（Jungle Gym），尺寸僅數奈米（奈米爲10億分之1米）左右的無數小孔有序地排列着。可以向孔中大量儲存所需的氣體或者從孔中提取使用。另外，還可以作爲觸媒使用，促進捕集的氣體發生反應，將其轉換成其他物質。北川特別教授堅定地表示：「把煤炭和石油當成珍寶的固體及液體時代已經過去。今後是氣體的時代」。
多孔金屬錯合物的製作方法非常簡單，只需混合含有機分子的溶液和含金屬離子的溶液即可。透過改變有機分子和金屬離子的組合，可以自由改變捕集的氣體。截至目前共有約10萬種多孔金屬錯合物，可以捕集的氣體的種類也增加。北川特別教授2019年還與中國江蘇師範大學等共同開發了捕集溫室氣體二氧化碳並將其轉換爲有用的有機分子的技術。
多孔金屬錯合物擁有無數小孔，可以捕集目標氣體儲存
實用化的動向也在擴大。京都大學的校辦初創企業Atomis（京都市）利用北川特別教授開發的材料，開發出了儲存氣體的新一代微型氣瓶「CubiTan」。運輸工業氣體的傳統氣瓶高1.5米，重約60公斤，而CubiTan爲29釐米見方的立方體狀，重13公斤，與傳統的氣瓶一樣，可以儲存約7立方米的氣體。
英國MOF Technologies公司開發的多孔金屬錯合物可以儲存抑制水果釋放的乙烯氣體發揮作用的氣體。可用於水果運輸，延長水果的保存週期。據北川特別教授介紹，目前全球有20多家開發這種多孔材料的初創企業。
加州大學伯克利分校的奧馬爾·M·次單元教授被北川特別教授稱爲「戰友」。「我們堅持不懈地共同開拓了曾在學會等被批評‘沒用’的多孔材料研究領域。」（北川特別教授）
次單元教授2017年與麻省理工學院（MIT）共同開發了利用多孔金屬錯合物從空氣中提取水的元件。用多孔金屬錯合物吸附空氣中含有的水氣後進行加熱分離，然後再冷凝即可提取水。
最初可以提取的水量非常少，但現在提高了性能並改善了提取方法，在潮溼的環境下，每公斤多孔材料每天可以「收穫」80～90升水，即使在沙質沙漠等溼度較低的環境下，每公斤多孔材料每天也可以「收穫」7～20升水。2018年在美國成立了初創企業「Water Harvesting」，目前正面向實用化推進商品開發。
氣體看不見摸不着，在物質的三種形態中是人類最難操控的。但正因爲如此，自由操控氣體的科學也是一個充滿新的可能性的前緣領域。操控分子的上帝之手——多孔金屬錯合物備受人們期待。
日文：三隅勇氣，《日經產業新聞》，2021年1月1日
中文：JST客觀日本編輯部
