Сусуму Китагава, Ричард Робсон и Омар Јаги добитници Нобеловe наградe за хемију

Добитници Нобелове награде за хемију за 2025. годину створили су молекуларне конструкције са великим просторима кроз које гасови и друге хемикалије могу да теку. Ове конструкције, метално-органски оквири, могу се користити за сакупљање воде из пустињског ваздуха, хватање угљен-диоксида, складиштење токсичних гасова или катализацију хемијских реакција, наводи се у саопштењу Нобеловог комитета.

Сусуму Китагава, Ричард Робсон и Омар Јаги развили су нови облик молекуларне архитектуре. У њиховим конструкцијама, метални јони функционишу као темељи који су повезани дугим органским (на бази угљеника) молекулима. Заједно, метални јони и молекули су организовани тако да формирају кристале који садрже велике шупљине. Ови порозни материјали се називају метал-органски оквири (МОФ).

Варирањем градивних блокова који се користе у МОФ-овима, хемичари их могу конструисати тако да хватају и складиште одређене супстанце, а такође могу да покрену хемијске реакције или проводе електрицитет.

„Метал-органски оквири имају огроман потенцијал, доносећи раније непредвиђене могућности за материјале направљене по мери са новим функцијама“, наводи Хајнер Линке, председник Нобеловог комитета за хемију.

Све је почело 1989. године, када је Ричард Робсон тестирао коришћење инхерентних својстава атома на нови начин. Комбиновао је позитивно наелектрисане јоне бакра са четворокраким молекулом; овај је имао хемијску групу која је привучена јонима бакра на крају сваког крака.

Када су спојени, формирали су добро уређен, простран кристал – попут дијаманта испуњеног безбројним шупљинама.
Робсон је одмах препознао потенцијал своје молекуларне конструкције, али је била нестабилна и лако се урушавала. Међутим, Сусуму Китагава и Омар Јаги су овом методу изградње пружили чврст темељ; између 1992. и 2003. године су, одвојено, направили низ револуционарних открића.

Китагава је показао да гасови могу да теку у и из конструкција и предвидео да се MOФ-ови могу учинити флексибилним. Јаги је створио веома стабилан MOФ и показао да се он може модификовати коришћењем рационалног дизајна, дајући му нова и пожељна својства.

Пратећи револуционарна открића лауреата, хемичари су изградили десетине хиљада различитих MOФ-ова. Неки од њих могу допринети решавању неких од највећих изазова човечанства, са применама које укључују одвајање ПФАС-а од воде, разградњу трагова фармацеутских производа у животној средини, хватање угљен-диоксида или сакупљање воде из пустињског ваздуха.