Królewska Szwedzka Akademia Nauk przyznała Nobla z chemii Susumu Kitagawie, Richardowi Robsonowi oraz Omarowi M. Yaghiemu – „za rozwój szkieletów metaloorganicznych”.

Fot. Kadr z filmu opublikowanego na stronie PAP

Nowatorska struktura architektury molekularnej

Jest to nowa forma architektury molekularnej materiałów zawierających wolne przestrzenie, przez które mogą przepływać gazy i inne substancje chemiczne.

W tych konstrukcjach jony metali pełnią funkcję kamieni węgielnych, połączonych długimi cząsteczkami organicznymi (opartymi na węglu). W ten sposób powstają kryształy zawierające duże wnęki. Te porowate materiały nazywane są szkieletami metaloorganicznymi (MOF). Chemicy mogą zmieniać części składowe MOF, tak aby mogły wychwytywać i magazynować określone substancje. MOF potrafią również wywoływać reakcje chemiczne lub przewodzić prąd elektryczny.

– Szkielety metaloorganiczne mają ogromny potencjał, otwierając wcześniej nieprzewidziane możliwości dla niestandardowych materiałów o nowych funkcjach – wskazał Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie chemii.

Autor: PAP/Mateusz Krymski

Prace tegorocznych noblistów pomogą m.in. ograniczyć emisję gazów cieplarnianych

W 1989r., Richard Robson testował wykorzystanie naturalnych właściwości atomów w nowy sposób. Połączył dodatnio naładowane jony miedzi z czteroramienną cząsteczką. Cząsteczka ta miała grupę funkcyjną, która była przyciągana do jonów miedzi na końcu każdego ramienia. W rezultacie cząsteczki połączyły się, tworząc uporządkowany, obszerny kryształ, który można było porównać do diamentu, wypełnionego niezliczonymi wnękami.

Robson dostrzegł potencjał swojej konstrukcji molekularnej, jednak była ona niestabilna i łatwo ulegała zapadnięciu.

Susumu Kitagawa i Omar Yaghi zapewnili tej metodzie budowy MOF solidne podstawy. W latach 1992-2003 dokonali – pracując niezależnie od siebie – szeregu rewolucyjnych odkryć. Kitagawa wykazał, że gazy mogą przepływać do i z konstrukcji oraz przewidział, że szkielety MOF można uelastycznić. Yaghi stworzył bardzo stabilny MOF i wykazał, że można go modyfikować za pomocą racjonalnego projektowania, nadając mu nowe i pożądane właściwości.

Laureaci nagrody Nobla: Susumu Kitagawa, Richard Robson and Omar M. Yaghi

MOF pomocne w rozwiązaniu wielu problemów ludzkości

W kolejnych latach chemicy zbudowali dziesiątki tysięcy różnych MOF. Niektóre z nich mogą przyczynić się do rozwiązania jednych z największych wyzwań, przed którymi stoi dziś ludzkość, takich jak:

• oczyszczanie wody z „wiecznych chemikaliów” (PFAS)
• rozkład pozostałości farmaceutyków w środowisku
• wychwytywanie dwutlenku węgla
• pozyskiwanie wody z pustynnego powietrza.

– Odkrycia trójki tegorocznych noblistów można porównać do zaczarowanej torebki Hermiony Granger z serii o Harrym Potterze – małej na zewnątrz, ale bardzo dużej w środku – ocenił Olof Ramstroem, członek Komitetu Noblowskiego.

Laureaci nagrody Nobla z chemii:

Susumu Kitagawa urodził się w 1951 roku w Kioto w Japonii. Doktorat obronił w 1979 roku na Uniwersytecie w Kioto, gdzie obecnie jest profesorem.

Richard Robson urodził się w 1937 roku w Glusburn w Wielkiej Brytanii. Obronił doktorat w 1962 roku na Uniwersytecie Oksfordzkim w Wielkiej Brytanii. Obecnie jest profesorem na Uniwersytecie w Melbourne w Australii.

Omar M. Yaghi urodził się w 1965 roku w Ammanie w Jordanii, w wieku 15 lat wyemigrował do USA. W 1990 roku zrobił doktorat na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign. Obecnie jest profesorem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley (USA).

Zwycięzcy podzielą się po równo 11 milionami koron szwedzkich (ponad 4,2 miliona złotych).

Źródło: PAP