Academia Regala Suedeza de Ştiinţe a anunțat astăzi, 8 octombrie 2025, acordarea Premiului Nobel pentru Chimie pe anul 2025 cercetătorilor Susumu Kitagawa (Japonia), Richard Robson (Australia) şi Omar M. Yaghi (Statele Unite), “pentru dezvoltarea structurilor metal-organice” (metal-organic frameworks, MOFs).
MOF-urile: arhitecturi moleculare cu spaţii mari
La baza motivării comitetului Nobel stă capacitatea celor trei laureaţi de a crea o nouă formă de arhitectură moleculară — structuri cristaline în care ionii metalici joacă rol de “noduri” sau colțuri, conectaţi prin molecule organice care funcţionează ca legături între acești noduri. Împreună, acești constituenți formează rețele tridimensionale poroase, cu cavităţi mari interioare, prin care gaze și alte substanțe chimice pot pătrunde, circula și fi stocate.
De exemplu, Robson a pus bazele în 1989, construind un material prin combinarea ionilor de cupru şi a unei molecule organice tetrafuncționale. Această structură inițială a avut probleme de stabilitate, dar a deschis direcția către ceea ce avea să devină domeniul MOF.
Ulterior, Kitagawa a demonstrat că gazele pot penetra și părăsi structurile, sugerând că MOF-urile pot avea flexibilitate și dinamism în utilizare. Yaghi, la rândul său, a creat MOF-uri stabile și modificabile, printr-o proiectare rațională ce permite adaptarea proprietăților la aplicații specifice. După contribuțiile lor, comunitatea chimică a sintetizat mii de MOF-uri cu structuri variate și proprietăți ajustabile.
Aplicații relevante: captarea CO₂, extragerea apei, stocarea gazelor
Comitetul Nobel a evidențiat mai multe domenii de aplicare ale MOF-urilor, care le conferă un potențial transformator pentru provocările globale:
-
Captarea dioxidului de carbon (CO₂). Unele MOF-uri pot adsorbi CO₂ din fluxurile industriale sau din atmosferă, contribuind la soluții tehnologice pentru reducerea emisiilor.
-
Extragerea apei din aerul uscat. MOF-uri special proiectate pot absorbi vapori de apă din aerul arid sau sec, proces care poate fi util pentru obținerea apei potabile în zone cu resurse limitate.
-
Stocarea gazelor sau substanțelor chimice toxice. Datorită cavernelor interne mari și a controlului asupra selectivității, MOF-urile pot reține gaze toxice sau gaze utile (cum ar fi hidrogenul sau metanul) într-un volum compact.
-
Cataliză și reacții chimice. MOF-urile pot fi funcționalizate astfel încât să susțină reacții chimice, să direcționeze reacții sau să stabilizeze intermediari reactivi.
Comitetul Nobel a comparat, într-o metaforă publică, aceste structuri cu “geanta Hermione” din universul Harry Potter — mici la exterior, dar cu spațiu intern aparent nesfârșit.
Impact științific și provocări rămase
Alegerea MOF-urilor drept lucrare laureată subliniază importanța cercetărilor în domeniul materialelor avansate și chimiei la scară moleculară. Potențialul lor de aplicare în soluții climatice și în probleme de apă face ca premiul să fie privit nu doar ca o recunoaștere academică, ci și ca o validare a relevanței societale a științei fundamentale.
Cu toate acestea, rămân provocări tehnice și practice: integrarea MOF-urilor în sisteme industriale, stabilitatea pe termen lung sub condiții diverse, costurile de producție și scalabilitatea trebuie să fie abordate pentru a transforma promisiunile în tehnologii utilizabile la scară largă.
Premiul Nobel pentru Chimie 2025 evidențiază rolul revoluționar al structurilor metal-organice cu spații mari (MOF) și recunoaște contribuția complementar‐sinergică a celor trei cercetători. Aceștia au trasat un drum care convertește o idee fundamentală — controlul la nivel molecular al spațiului intern al cristalelor — în posibilități practice cu impact asupra mediului și societății.
