Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia on myöntänyt vuoden 2025 Nobelin kemian palkinnon tohtori Susumu Kitagawalle, tohtori Richard Robsonille ja tohtori Omar Yaghille heidän työstään uuden tyyppisen molekyyliarkkitehtuurin kehittämisessä. metalliset orgaaniset rungot (MOF). Nämä kolme tutkijaa ovat sidoksissa Kioton yliopistoihin Japanissa, Melbournen yliopistoihin Australiassa ja Berkeleyn yliopistoihin Yhdysvalloissa.
Kolmikko on luonut "molekyylirakenteita, joissa on suuret tilat, joiden läpi kaasut ja muut kemikaalit voivat virrata", lukee Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian lausunnossa.Nämä huokoiset kiteetVoidaan käyttää veden keräämiseen aavikon ilmasta, hiilidioksidin talteenottoon, myrkyllisten kaasujen varastointiin tai lääkejäämien hajottamiseen ympäristössä.
"MOF:illa on valtava potentiaali, ja ne tarjoavat ennennäkemättömiä mahdollisuuksia tilaustyönä{0}}valmistetuille materiaaleille, joilla on uusia toimintoja", sanoi Heiner Linke, Nobelin kemian komitean puheenjohtaja.
MOF:ien taustalla oleva innovaatio piilee tavassa, jolla metalli-ionit toimivat kulmakivinä, joita yhdistää pitkiä, hiili{0}}pohjaisia molekyylejä. Yhdessä nämä komponentit muodostavat organisoituja kiteitä, jotka sisältävät suuria onteloita. Valitsemalla huolellisesti erilaisia rakennuspalikoita, kemistit voivat suunnitella MOF:ita sieppaamaan tiettyjä aineita, ajamaan kemiallisia reaktioita tai jopa johtamaan sähköä.
Nobelin kemian komitean jäsenen Olof Ramstromin mukaan uutta molekyyliarkkitehtuurin muotoa voidaan verrata fiktiivisen Harry Potter -hahmon Hermione Grangerin käsilaukkuun: ulkopuolelta pieni, mutta sisältä erittäin suuri.
Kemistit, jotka työskentelivät erikseen, mutta lisäsivät toistensa läpimurtoja, keksivät tapoja tehdä vakaita MOF:ita. MOF:ien tarina alkoi vuonna 1989, kun tohtori Robson tutki atomien luontaisten ominaisuuksien uutta käyttöä. Hän yhdisti positiivisesti varautuneet kupari-ionit nelihaaraiseen molekyyliin, joista jokainen päätyi kemialliseen ryhmään, joka vetää puoleensa kuparia. Tuloksena oli hyvin-järjestetty, tilava kristalli -, joka muistuttaa timanttia, jossa oli lukemattomia onteloita. Dr. Robson tunnisti nopeasti tämän rakenteen potentiaalin, mutta varhaiset suunnitelmat olivat epävakaita ja alttiita romahtamiseen.
Vuosina 1992-2003 tohtori Kitagawa ja tohtori Yaghi rakensivat Robsonin töiden pohjalle ja tarjosivat molekyyliarkkitehtuurille kestävän perustan. Tri Kitagawa osoitti, että kaasut voivat virrata rakenteisiin ja niistä ulos ja ennusti niiden joustavuutta. Tohtori Yaghi puolestaan loi erittäin vakaat MOF:t ja osoitti, että näitä kehyksiä voidaan rationaalisesti muokata uusien hyödyllisten ominaisuuksien saamiseksi. Uraauurtavan työnsä jälkeen kemistit ympäri maailmaa ovat luoneet kymmeniä tuhansia MOF-laitteita, jotka ovat avanneet sovelluksia, jotka voivat vastata joihinkin ihmiskunnan kiireellisimmistä haasteista. Palkittujen löydöt ovat avanneet uuden rajan kemiaan ja muuttaneet MOF:t monipuolisiksi innovaatiotyökaluiksi eri toimialoilla ja tutkimusaloilla.
Palkintojenjakotilaisuus pidetään 10. joulukuuta, palkinnot perustaneen Alfred Nobelin kuolemanpäivänä. Ruotsalainen keksijä ja teollisuusmies, joka tunnetaan parhaiten dynamiitin luomisesta, Nobel perusti palkinnot vuoden 1895 testamentissaan ja jätti suuren osan omaisuudestaan niiden kunniaksi, joiden työ "antaa eniten hyötyä ihmiskunnalle.