Nobelpriset i kemi tilldelades Susumu Kitagawa, Richard Robson och Omar M. Yagi för deras forskning om metallorganiska ramverk.
De tre forskarnas forskning kunde ta itu med några av planetens största problem, inklusive att fånga koldioxid för att hjälpa till att bekämpa klimatförändringar och använda kemi för att minska plastföroreningar.
Efter att ha informerats om nyheterna, sa professor Kitagawa i ett presskonferenssamtal, ” Jag är mycket hedrad och lycklig. Tack. ”
”Hur länge måste jag stanna här? Eftersom jag måste gå ut för möten,” tillade han.
De tre vinnarna kommer att dela ett pris på 11 miljoner svenska Krona (872 000 £).
De tre forskarnas forskning handlar om hur man kombinerar molekyler för att bygga strukturer. Nobelkommittén kallade det ”molekylstruktur.”
De utformade ett sätt att bygga strukturer med stora utrymmen mellan molekyler genom vilka gaser och andra kemikalier kunde flyta.
Dessa ”kamrar” kan användas för att fånga stora kemikalier som människor vill ta bort, såsom atmosfärisk koldioxid eller så kallade permanenta kemikalier, även kända som PFA.
Forskare började studera strukturen oberoende på 1970- och 1980 -talet. Professor Robson bad universitetet att klippa hål i sina laboratoriebänkskivor så att träfärer som representerar atomer kunde fästas på träd som representerar kemiska bindningar.
Hittills har MOF endast använts i liten skala, men företaget överväger om det kan massproduceras.
En potentiell tillämpning är uppdelningen av skadliga gaser, inklusive de som används i kärnvapen.
Företag testar också om de kan användas för att fånga koldioxid från kraftverk och fabriker.
Tillkännagivandet gjordes av Royal Swedish Academy of Sciences på en presskonferens i Stockholm, Sverige.
Professor Kitagawa arbetar vid Kyoto University i Japan, professor Richard Robson arbetar vid University of Melbourne i Australien och professor Omar M. Yagi arbetar vid University of California i USA.
Enligt Nobelkommittén var professor Kitagawa motiverad av principen om ”användbarheten av de värdelösa.” Detta återspeglar filosofin för den forntida kinesiska filosofen Zhuangzi att även om något inte omedelbart är användbart kan det fortfarande vara värdefullt.
Enligt Nobelkommittén föddes professor Yagi i Amman, Jordanien och växte upp med sina syskon i ett privat rum utan el eller rinnande vatten.
En dag i skolan blev han fascinerad av molekylstrukturer, och vid 15 års ålder gick han till USA för att studera.
Förra året vann Demis Hassabis, John Jumper och David Baker utmärkelsen för sin forskning om proteiner, livets byggstenar.
Detta är det tredje vetenskapspriset som tilldelas denna vecka. På tisdagen tilldelades John Clark, Michel H. Devoret och John M. Martinis Nobelpriset i fysik för deras arbete inom kvantmekanik som banade vägen för kvantdatorer.
På måndag vann tre forskare ett medicinskt pris för sitt arbete med hur immunsystemet attackerar fientliga infektioner.
