جایزه نوبل شیمی سال 2025: توسعه چارچوبهای فلزی-آلی
برندگان جایزه نوبل شیمی سال 2025 معرفی شدند و آکادمی سلطنتی سوئد جایزه نوبل شیمی 2025 را به سوسومو کیتاگاوا، ریچارد رابسون و پرفسور عمر یاغی به دلیل توسعهٔ چارچوبهای فلزی-آلی (Metal–Organic Frameworks یا MOFs) اهدا کرد. این سه دانشمند که روز چهارشنبه این جایزه را دریافت کردند، به ترتیب از دانشگاههای کیوتو در ژاپن، ملبورن در استرالیا و برکلی در ایالات متحده هستند.
The Nobel Prize in Chemistry 2025 was awarded jointly to Susumu Kitagawa, Richard Robson and Omar M. Yaghi “for the development of metal–organic frameworks”
در بیانیه جایزه نوبل آمده است که این سه نفر «ساختارهای مولکولی با فضاهای بزرگی ایجاد کردهاند که گازها و سایر مواد شیمیایی میتوانند از طریق آنها جریان یابند». چنین ساختارهایی میتوانند برای برداشت آب از هوای بیابان، جذب دیاکسید کربن، ذخیره گازهای سمی یا تجزیه اثرات داروها در محیط زیست استفاده شوند. هاینر لینکه، رئیس کمیته نوبل شیمی، گفت: «چارچوبهای فلزی-آلی پتانسیل عظیمی دارند و فرصتهای پیشبینی نشدهای را برای مواد سفارشی با عملکردهای جدید به ارمغان میآورند.»
به گفته اولاف رامستروم، عضو کمیته نوبل شیمی، شکل جدید معماری مولکولی را میتوان با کیف دستی شخصیت داستانی هری پاتر، هرمیون گرنجر، مقایسه کرد: از بیرون کوچک اما از درون بسیار بزرگ. این شیمیدانان که جداگانه کار میکردند اما به پیشرفتهای یکدیگر میافزودند، روشهایی را برای ساخت چارچوبهای فلزی-آلی پایدار ابداع کردند که میتوان آنها را با چارچوب چوبی یک خانه مقایسه کرد. این ساختارها میتوانند گازها را در داخل این چارچوبها جذب و مهار کنند، که امروزه کاربردهای عملی زیادی دارند – مانند جذب دیاکسید کربن از جو یا مکش آب از هوای خشک بیابان.
اولین قدم در مسیری که میتوانست دههها طول بکشد، در سال 1989 برداشته شد، زمانی که رابسون خواص اتمها را به روشی جدید آزمایش کرد و یونهای مس با بار مثبت را با یک مولکول چهار بازویی ترکیب کرد. در توضیحی در بیانیه جایزه نوبل آمده است که این مولکول دارای یک گروه شیمیایی بود که در انتهای هر بازو به یونهای مس جذب میشد.
وقتی آنها با هم ترکیب شدند، شکلی شبیه به الماس پر از حفره تشکیل دادند. اما کریستال به راحتی فرو میریخت. در آن زمان بود که کیتاگاوا و یاگی وارد چارچوب شدند. آنها که بین سالهای 1992 تا 2003 به طور جداگانه کار میکردند، مجموعهای از اکتشافات را برای پایدار کردن چارچوبهای فلزی انجام دادند. کیتاگاوا نشان داد که میتوان آنها را انعطافپذیر کرد، در حالی که یاگی کشف کرد که میتوان آنها را با استفاده از طراحی منطقی اصلاح کرد.
