Nobel za hemiju 2025: Kitagawa, Robson i Yaghi nagrađeni za revolucionarne metalno-organske okvire

Švedska kraljevska akademija nauka dodijelila je Nobelovu nagradu za hemiju 2025. godine trojici svjetskih naučnika: Susumu Kitagawi sa Univerziteta Kyoto (Japan), Richardu Robsonu s Univerziteta Melbourne (Australija) i Omaru M. Yaghiju s Univerziteta California, Berkeley (SAD). Laureati su priznati za razvoj metalno-organskih okvira (MOF) – inovativne molekularne arhitekture s potencijalom da transformiše mnoge oblasti hemije i industrije.

Metalno-organski okviri: arhitektura s prostorom za hemiju

Metalno-organski okviri su kristalne strukture u kojima metalni ioni funkcionišu kao „uglovni stubovi“, povezani dugim organskim molekulama. Zajedno, metalni ioni i organski ligandi formiraju porozne kristale sa velikim šupljinama. Te šupljine omogućavaju prolazak gasova i hemikalija kroz strukturu, a naučnici ih mogu dizajnirati da hvataju i skladište specifične supstance, kataliziraju hemijske reakcije ili provode električnu energiju. „Metalno-organski okviri otvaraju ogromne mogućnosti, donoseći prilike za materijale s do sada neviđenim funkcijama“, ističe Heiner Linke, predsjednik Nobelovog komiteta za hemiju.

Počeci revolucionarnih otkrića

Sve je počelo 1989. godine, kada je Richard Robson eksperimentisao s novim načinima povezivanja atoma. Kombinovao je pozitivno nabijene bakarne ione s četverokrakom molekulom koja je imala hemijsku grupu privučenu bakarnim ionima na kraju svake „ruke“. Kada su se spojili, formirali su dobro organizovan, prostran kristal – nalik dijamantu ispunjenom beskrajnim šupljinama.

Iako je Robson odmah prepoznao potencijal ovog molekularnog dizajna, njegova struktura bila je nestabilna i lako se urušavala. Ovdje su Susumu Kitagawa i Omar Yaghi ušli u igru. Kitagawa je dokazao da gasovi mogu slobodno prolaziti kroz strukture i predvidio da MOF-ovi mogu biti fleksibilni. Yaghi je stvorio izuzetno stabilan MOF i pokazao kako se može modificirati pomoću racionalnog dizajna, dajući mu nove funkcionalnosti.

Desetine hiljada novih struktura s praktičnim primjenama

Zahvaljujući njihovim otkrićima, hemijski istraživači širom svijeta danas su izgradili desetine hiljada različitih MOF-ova. Ovi materijali već pokazuju ogroman potencijal u rješavanju globalnih problema:

• Pročišćavanje vode: uklanjanje PFAS hemikalija i tragova farmaceutskih proizvoda iz okoliša.

• Hvatanje ugljen-dioksida: doprinos borbi protiv klimatskih promjena.

• Sakupljanje vode iz zraka: čak i u pustinjskim predjelima.

• Katalitičke primjene i skladištenje toksičnih gasova: inovacije u industrijskoj hemiji i energetici.

Metalno-organski okviri predstavljaju jedan od najperspektivnijih pravaca moderne hemije, otvarajući vrata za stvaranje materijala „po mjeri“ koji mogu služiti u nauci, industriji i zaštiti okoliša.

federalna.ba