Τρεις επιστήμονες λαμβάνουν το φετινό Νόμπελ Χημείας για την έρευνα τους στην ανάπτυξη νέων καινοτόμων υλικών.
Οι επιστήμονες Σουσούμου Κιταγκάουα, Ρίτσαρντ Ρόμπσον και Ομάρ Γιαγκί κέρδισαν το Νόμπελ Χημείας 2025 «για την ανάπτυξη των μεταλλικών-οργανικών πλαισίων (metal–organic frameworks, MOFs)», ανακοίνωσε την Τετάρτη η επιτροπή απονομής των βραβείων.
Τα μεταλλο-οργανικά πλαίσια (MOFs – Metal–Organic Frameworks) είναι πρωτοποριακά υλικά που αποτελούνται από άτομα μετάλλων συνδεδεμένα με οργανικά μόρια (ligands), σχηματίζοντας τρισδιάστατες, πορώδεις δομές. Τα άτομα μετάλλων (όπως ψευδάργυρος, χαλκός ή σίδηρος) λειτουργούν σαν “κόμβοι”. Τα οργανικά μόρια (ligands) είναι οι “γέφυρες” που συνδέουν τους κόμβους. Ο συνδυασμός αυτός δημιουργεί ένα δικτυωτό πλέγμα με τεράστια επιφάνεια.
«Τα μεταλλο-οργανικά πλαίσια (MOFs) έχουν τεράστιες δυνατότητες, προσφέροντας πρωτόγνωρες ευκαιρίες για την ανάπτυξη υλικών κατά παραγγελία με νέες λειτουργίες», δήλωσε ο Χάινερ Λίνκε, πρόεδρος της Επιτροπής Νόμπελ Χημείας. Η επιτροπή επαίνεσε τους βραβευθέντες για τη δημιουργία μοριακών κατασκευών με μεγάλους χώρους, μέσω των οποίων μπορούν να ρέουν αέρια και άλλες χημικές ουσίες.
«Αυτές οι κατασκευές, τα μεταλλο-οργανικά πλαίσια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συλλογή νερού από τον αέρα της ερήμου, τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα, την αποθήκευση τοξικών αερίων ή την καταλυτική επιτάχυνση χημικών αντιδράσεων», ανέφερε η ανακοίνωση. Ο Λίνκε είπε ότι οι βραβευθέντες βρήκαν τρόπους να δημιουργήσουν εντελώς νέα υλικά «με μεγάλες κοιλότητες» στο εσωτερικό τους, που λειτουργούν «σαν δωμάτια ξενοδοχείου, όπου τα μόρια-επισκέπτες μπορούν να μπαινοβγαίνουν στο ίδιο υλικό».
Πρόσθεσε ότι η χημεία τους μοιάζει με την τσάντα της Ερμιόνης Γκρέιντζερ στα βιβλία του Χάρι Πότερ, η οποία φαίνεται μικρή απ’ έξω αλλά είναι τεράστια στο εσωτερικό. «Μπορεί να αποθηκεύσει τεράστιες ποσότητες αερίου σε πολύ μικρό όγκο», εξήγησε ο Λίνκε.
Ορισμένες από τις εφαρμογές των MOFs είναι στον τομέα της αποθήκευση αερίων:
* Υδρογόνου και μεθανίου για χρήση σε καθαρές μορφές ενέργειας.
Δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα (CO₂):
Για μείωση των εκπομπών και καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής.
Καθαρισμός νερού και αέρα:
* Αφαιρούν τοξικές ουσίες ή βαρέα μέταλλα.
* Μπορούν να επιταχύνουν αντιδράσεις όπως οι καταλύτες.
Φαρμακολογία:
Χρησιμοποιούνται για ελεγχόμενη απελευθέρωση φαρμάκων.
Συλλογή νερού από την ατμόσφαιρα:
Ομάδα του Ομάρ Γιαγκί έχει δημιουργήσει MOFs που «τραβούν» νερό από τον ξηρό αέρα της ερήμου.
Γιατί είναι τόσο σημαντικά
Τα MOFs θεωρούνται ένα από τα πιο ευέλικτα και υποσχόμενα υλικά του 21ου αιώνα, επειδή μπορούν να σχεδιαστούν «κατά παραγγελία»: αλλάζοντας το μέταλλο ή το οργανικό μόριο, οι επιστήμονες δημιουργούν δομές με συγκεκριμένες ιδιότητες, ανάλογα με τη χρήση.
