Iratkozzon fel hírlevelünkre 
Új, forradalmi szerkezetű anyagokat hozott létre három kutató. A 2025-ös kémiai Nobel-díjat három kiemelkedő tudós, Susumu Kitagawa, Richard Robson és Omar Yaghi kapta, akik új, rendkívül porózus anyagokat fejlesztettek ki. A fémorganikus vázaknak nevezett szerkezetek forradalmasították a modern kémiát, és kulcsszerepet játszhatnak a víz- és levegőtisztításában, valamint a szén-dioxid-megkötésben.
A Svéd Királyi Tudományos Akadémia döntése értelmében a 2025-ös kémiai Nobel-díjat három kutató, Susumu Kitagawa (Kiotói Egyetem), Richard Robson (Melbourne-i Egyetem) és Omar Yaghi (Kaliforniai Egyetem, Berkeley) kapta a fémorganikus vázak (MOF-ok) fejlesztéséért. Ezek az anyagok olyan molekuláris architektúrák, amelyek hatalmas belső tereket tartalmaznak, és lehetővé teszik, hogy gázok és vegyi anyagok áramoljanak át rajtuk.
Fotó: OpenAI DALL-E
A MOF-ok különlegessége, hogy fémionok és szénalapú molekulák kapcsolódásával kristályos, szivacsszerű szerkezetet képeznek. Ezek a kristályok nagy belső üregeket rejtenek, amelyekkel többek között vízpára, szén-dioxid vagy akár mérgező gázok köthetők meg.
A kémikusok a MOF-ok „építőelemeit” tetszés szerint módosíthatják, így olyan anyagokat hozhatnak létre, amelyek adott célra optimalizálhatók: például víz nyerhető ki velük a sivatagi levegőből vagy alkalmasak lehetnek a környezetszennyező gyógyszermaradványok lebontására.
A kémiai Nobel-díjat érő felfedezéshez vezető út
Heiner Linke, a Nobel-bizottság elnöke szerint óriási lehetőségek rejlenek a fémorganikus vázakban, amelyek „új funkciójú, testre szabott anyagok” létrehozását teszik lehetővé.
A díjazott kutatások valódi áttörést jelentenek a molekuláris építészetben, hiszen korábban nem léteztek ilyen méretű és stabil üreges kristályok.
A fémorganikus vázak előzménye 1989-re vezethető vissza, amikor Richard Robson először próbálta ki a rézionok és szerves molekulák kombinálását, hogy térbeli kristályszerkezetet hozzon létre. Az első kísérlet sikeres volt, de az anyag instabilnak bizonyult. A japán Susumu Kitagawa 1992-ben bebizonyította, hogy ezek a szerkezetek gázokat képesek tárolni és kiengedni, míg az amerikai-jordán származású Omar Yaghi a 2000-es évek elején megalkotta az első rendkívül stabil MOF-ot. Yaghi munkája tette lehetővé, hogy a szerkezetek célzottan módosíthatók legyenek.
Ez utóbbi indította el a kutatások lavináját, amely mára több tízezer különféle MOF létrejöttéhez vezetett.
A felfedezés gyakorlati haszna
Ezek a fejlesztések nemcsak a laboratóriumokban fontosak. A MOF-anyagokat világszerte vizsgálják a klímaváltozás elleni harcban: képesek elnyelni a szén-dioxidot, sőt egyes típusok már a levegőből képesek vizet kinyerni. Más változataikat mérgező gázok megkötésére vagy környezeti katalizátorként is alkalmazzák.
A szakértők szerint a technológia segíthet olyan globális kihívások megoldásában, mint
- a vízhiány,
- a légszennyezés
- vagy az ipari hulladékok kezelése.
Fotó: JONATHAN NACKSTRAND / AFP
A Nobel-bizottság a 11 millió svéd koronás díját egyenlő arányban osztja meg a három tudós között.
A bizottság szerint a díjazottak kutatásai új korszakot nyitottak a kémiai anyagtervezésben – egy olyan jövő felé, ahol a molekulákból szó szerint „építkezni” lehet.
