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北川進先生（京都大学）：すき間だらけの結晶で気体をつかまえる、ノーベル化学賞のMOF研究
ランゲージ・ラボラトリーの小池です。
2025年のノーベル化学賞は、京都大学の北川進（きたがわ すすむ）先生たち3人に贈られました。受賞の理由は「MOF（モフ）」と呼ばれる材料を作ったことです。
MOFは、目に見えないほど小さなすき間が、規則正しくびっしり並んだ結晶です。そのすき間に、空気の中の狙った気体だけをつかまえます。理系の研究は、だれも使い道を思いつかないところから始まることがあります。北川先生の研究は、その一番いい例です。
この記事では、北川先生の研究グループを紹介します。北川先生は京都大学の高等研究院の特別教授で、研究グループは吉田キャンパスにある研究拠点「iCeMS（アイセムス）」にあります。学生が入る「研究室」ではなく、研究者が集まる「研究グループ」です。そこで最後の節では、京大でMOFを研究する学生になる道を紹介します。
目次
ひとことで言うと、何の研究？
北川先生の研究をひとことで言うと、分子を組み立てて、すき間だらけの結晶を作り、そのすき間に気体を出し入れする研究です。
MOFは、金属の粒（金属イオン）と、炭素でできた細長い分子を、ジャングルジムのように交互につないで作ります。ジャングルジムの棒の長さや形を変えると、すき間の大きさや形が変わります。すき間の形を、つかまえたい気体の分子の形に合わせておけば、その気体だけが入ってきます。
炭の一種の活性炭も、すき間でにおいを吸い取ります。ただ活性炭のすき間は、大きさがバラバラです。MOFは、すき間の大きさを設計して作れるところが違います。
写真：François-Xavier Coudert／CC BY 4.0（Wikimedia Commons）
| 研究の言葉 | 中学生向けに言うと |
|---|---|
| 金属有機構造体（MOF） | 金属と炭素の分子でできた、すき間だらけの結晶 |
| 多孔性 | 小さな穴がたくさんあること |
| やわらかい結晶 | 気体が入ると形が変わり、出ていくと元に戻る結晶 |
| 気体の分離 | 空気のようにまざった気体から、1種類だけを取り出す |
| 気体の貯蔵 | 気体をすき間にためて、必要なときに出す |
出典：ノーベル財団「Popular information：Nobel Prize in Chemistry 2025」、TBS NEWS DIG「Nスタ解説」（2025年10月9日）、京都大学 広報誌『紅萠』2026年春号「京都大学とノーベル賞」。中学生向けの言い方は小池が言い換えた
ノーベル財団の解説によると、MOFは、砂漠の空気から水を取り出す、水から汚れを取り除く、二酸化炭素をつかまえる、水素をためる、といった研究に使われています。
「役に立たない」から始まった研究
北川先生が大事にしている言葉があります。中国の昔の思想家・荘子の「無用の用」です。役に立たないように見えるものにこそ、本当の値打ちがある、という意味です。北川先生は学生のころ、日本で初めてノーベル賞を受けた湯川秀樹の本でこの言葉に出会いました。
北川先生が最初のすき間のある構造を発表したのは1992年、近畿大学にいたころです。すき間にアセトンという分子が入るだけの、平らな材料でした。役に立つものではありません。研究費を申し込んでも、何度も通りませんでした。
それでも北川先生はやめませんでした。1997年、コバルト・ニッケル・亜鉛と、細長い分子を組み合わせて、すき間がトンネルのように通った立体の結晶を作ります。水を抜いて乾かしても壊れず、メタン・窒素・酸素を出し入れできました。 ここからMOFの研究が一気に動き出します。
1998年には、MOFは「やわらかく」作れると論文に書きました。その後、北川先生は、水やメタンが入ると形が変わり、出ていくと元に戻る結晶を実際に作りました。ノーベル財団は、これを「息をする肺のよう」と説明しています。石のようにかたい材料しかなかったところに、やわらかい結晶という新しい考えを持ちこんだことが、北川先生の大きな仕事です。
写真：J. Hou, C. W. Ashling, S. M. Collins, A. Krajnc, C. Zhou, L. Longley, D. N. Johnstone, P. A. Chater, S. Li, M.-V. Coulet, P. L. Llewellyn, F.-X. Coudert, D. A. Keen, P. A. Midgley, G. Mali, V. Chen, T. D. Bennett／CC BY 4.0（Wikimedia Commons）
出典：ノーベル財団「Popular information：Nobel Prize in Chemistry 2025」、京都大学 広報誌『紅萠』2026年春号「京都大学とノーベル賞」
放送大学の公式チャンネルにある、北川先生本人へのインタビューです（10分）。当時だれも注目していなかった「銅」という材料との出会いと、「無用の用」の話をしています。
動画：放送大学YouTubeチャンネル（放送大学の公式チャンネル）
動画で見る
まずは北川先生本人の説明です（9分）。放送大学の公式チャンネルで、北川先生が自分で作った資料を見せながら、MOFとは何かを話します。
次は、受賞が決まった翌日のニュースの解説です（14分）。北川先生の研究室に5年いた教え子で、いまは大阪大学の教授の正岡重行さんが、MOFのすごさを説明します。「砂漠の空気から飲み水」「宇宙船で酸素を作り直す」といった使い道の話も出てきます。
3本目もニュースの解説です（8分）。ジャングルジムにたとえて、活性炭との違いと、果物の鮮度を保つ使い方を説明します。
動画：放送大学YouTubeチャンネル、MBS NEWS（毎日放送の YouTube 公式チャンネル、2025年10月9日）、TBS NEWS DIG Powered by JNN（2025年10月9日）
研究から生まれたもの
MOFは、すでに私たちの身の回りで使われ始めています。
| 使い道 | どう使うか |
|---|---|
| 果物の鮮度 | 果物から出るエチレンという気体をつかまえて、熟しすぎるのを遅らせる |
| 半導体の工場 | 半導体を作るのに使う、毒のある気体をすき間に入れて安全にためる |
| 地球温暖化 | 工場や発電所から出る二酸化炭素をつかまえる（多くの会社が試している） |
| ガスのボンベ | すき間に気体をためて、小さく軽いボンベにする |
出典：ノーベル財団「Popular information：Nobel Prize in Chemistry 2025」、京都大学 広報誌『紅萠』2026年春号「MOFが切り拓く気体の時代」
最後のガスのボンベを作っているのが、京都大学から生まれた会社Atomis（アトミス）です。2015年に、京大の研究者の樋口雅一さんが中心になって作りました。MOFを使った新しいガス容器「CubiTan（キュビタン）」は、たくさんのガスをためられて、軽く、場所をとりません。MOFを使ったにおい取りのフィルターも、京都の会社と一緒に実用化されました。
北川先生が見ているのは、もっと先の未来です。空気は、窒素・酸素・二酸化炭素・水でできています。私たちの体を作るタンパク質も、同じ元素からできています。空気から必要な気体を取り出せれば、空気そのものが資源になります。 京大の広報誌は、これを「気体の錬金術」と呼んでいます。
出典：京都大学 広報誌『紅萠』2026年春号「MOFが切り拓く気体の時代」、近畿経済産業局「スタートアップ関西レポート」（Atomis）
北川先生がこの未来を語る動画です（10分）。研究が花開くまでには長い「伏流期間」（地下を流れる水のように、外から見えない時期）がある、という話も出てきます。
動画：放送大学YouTubeチャンネル
どんな人が研究しているか
北川先生は1951年、京都の生まれです。京都大学の工学部石油化学科を1974年に卒業し、同じ大学の大学院で博士になりました。
| 年 | できごと |
|---|---|
| 1979年 | 近畿大学 理工学部の助手になる（このあと13年間、近畿大学で研究） |
| 1992年 | 東京都立大学 理学部の教授になる |
| 1998年 | 京都大学 大学院工学研究科の教授になる |
| 2017年 | 京都大学 高等研究院の特別教授になる |
| 2025年 | ノーベル化学賞。同じ年に文化勲章 |
出典：ノーベル財団「Susumu Kitagawa：Facts」、科学技術振興機構（JST）「2025年ノーベル化学賞 北川進博士」、京都大学 教育研究活動データベース（2026年10月2日更新）、北川グループ公式サイト「お知らせ」
いまは京都大学の理事・副学長も務めています。受賞が決まった夜の記者会見では、「退職年齢を過ぎてもまだ研究をしています」と話しました。
写真：Karen Zhou／CC BY-SA 4.0（Wikimedia Commons）
研究グループの公式サイトのメンバー一覧には、北川先生のほかに、准教授・講師・助教が4人、研究員が8人載っています。海外から来た研究者も多くいます。
出典：京都大学「北川進 理事・副学長、高等研究院特別教授が記者会見を行いました」（2025年10月9日）、北川グループ公式サイト「メンバー」（2026年10月11日に確かめた）。学生の人数・卒業生の進路は公式に出ていないので書いていない
京都大学でMOFを研究するには
北川先生の研究グループのメンバー一覧には、学生の名前は載っていません。北川先生は2017年に工学研究科の教授を終えて、いまは研究者を率いる立場です。
それでも、京都大学でMOFを研究する道はあります。北川先生の研究プロジェクトや、北川先生がいた専攻で研究してきた先生たちが、いま京大で研究室を率いているからです。
| 道 | 流れ |
|---|---|
| 工学部から | 京都大学 工学部 理工化学科に入る → 4年生で研究室に入る（特別研究＝卒業研究）→ 大学院 工学研究科 化学理工学専攻へ。すき間のある材料を研究する古川修平教授の研究室（iCeMS）は、この専攻で学生を受け入れている |
| 理学部から | 京都大学 理学部に入る → 大学院 理学研究科 化学専攻へ。MOFを研究する堀毛悟史教授の研究室がある |
| ほかの大学から（大学院から） | ほかの大学の化学系の学部を卒業する → 京都大学の大学院の入試に受かる |
出典：京都大学工学部 理工化学科「令和9年度入学者よりコース統合」（2026年3月24日）、京都大学 教育研究活動データベース（古川修平 教授 2026年10月6日更新、堀毛悟史 教授 2026年10月2日更新）。古川教授は北川先生の研究プロジェクト（JST ERATO 北川統合細孔プロジェクト）のグループリーダー、堀毛教授は北川先生のいた合成・生物化学専攻の助教を務めた
理工化学科は、2027年4月に入学する人から、学科の中のコース分けをなくします。4年生で入る研究室を、理工化学科のすべての研究室から選べるようになります。 大学院も2026年度から、化学の6つの専攻が1つの「化学理工学専攻」にまとまりました。
写真：KATSURA Roen／CC BY 3.0（Wikimedia Commons）
北川先生自身も、京都大学を出たあと、近畿大学で13年間研究を続けてから戻ってきた人です。どの大学から始めても、大学院で研究の場所をもう一度選べます。
理系の学部の選び方は理学部・工学部・情報学部ってどんな学部？にまとめました。同じ京都大学の研究所の記事もあります。
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中高生のうちにできること
京都大学総合博物館に、2026年6月、北川先生のノーベル化学賞の特別展示コーナーができました。MOFのサンプルや研究の成果、ノーベル賞メダルのレプリカを見られます。
写真：J o／CC BY-SA 3.0（Wikimedia Commons）
| 見られる場所 | 内容 | いつ・いくら |
|---|---|---|
| 京都大学総合博物館（吉田キャンパス） | 北川進特別教授ノーベル化学賞受賞特別展示コーナー | 9時30分〜16時30分（入館は16時まで）、月曜・火曜は休館。小学生・中学生・高校生は無料 |
出典：京都大学総合博物館 公式サイト（2026年6月22日の「最新情報」、ご利用案内）。共同通信の配信記事（2026年6月19日）によると、展示は当面の間置かれる。行く前に休館日カレンダーを確かめること
MOFの研究は化学です。中学の理科で習う原子・分子、高校の化学で習う「結合」の続きにあります。すき間の大きさや形を考えるには、数学の図形と空間の力がいります。論文はほとんどが英語です。中学生のうちは、理科の化学の単元と、数学の空間図形から逃げないこと。これがいちばんMOFに近づく勉強です。
北川先生が、文部科学省で子どもたちへの思いを話した動画です（1分）。
動画：文部科学省/mextchannel（YouTube 公式チャンネル、2025年10月30日の懇談）
塾長 小池「役に立たない」と言われた結晶が、30年かけてノーベル賞になりました。今日の1問がすぐ役に立たなくても、積み重ねた力は、いつか思いもよらないところで生きます。
まとめ
- 北川進先生は、京都大学の特別教授。すき間だらけの結晶「MOF」を作り、2025年のノーベル化学賞を受けた
- MOFは、金属と炭素の分子をジャングルジムのようにつないだ結晶。すき間の大きさを設計して、狙った気体だけをつかまえる
- 始まりは「役に立たない」と言われた材料。「無用の用」を信じて続け、やわらかく形が変わる結晶まで作った
- 果物の鮮度、半導体の工場、二酸化炭素の回収、ガスのボンベに使われ始めている
- 京大でMOFを研究する道は、工学部 理工化学科、理学部、ほかの大学から大学院へ
- 近づく勉強は、理科（化学）・数学（空間図形）・英語
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