Nobelova nagrada za hemiju 2025. dodijeljena Kitagavi, Robsonu i Jagiju za revolucionarne materijale budućnosti

Ovogodišnja Nobelova nagrada za hemiju dodijeljena je trojici naučnika – Japancu Susumuu Kitagavi, Britancu Ričardu Robsonu i Jordancu Omaru Jagiju – za razvoj revolucionarne klase supstanci poznatih kao metal-organski okviri (MOF – Metal-Organic Frameworks).

Njihov izum, objavljeno je u srijedu u Stokholmu, otvorio je nove puteve u hemiji i omogućio stvaranje materijala koji mogu rješavati neke od najvećih izazova savremenog svijeta – od klimatskih promjena do nestašice vode.

„Metal-organski okviri imaju ogroman potencijal, donoseći hemiji neviđene mogućnosti za kreiranje materijala s potpuno novim funkcijama,“ izjavio je profesor Hajner Linke, predsjedavajući Nobelovog komiteta za hemiju.

Komitet je pohvalio laureate jer su razvili molekularne konstrukcije s velikim šupljinama kroz koje mogu prolaziti gasovi i druge hemikalije. Takve strukture omogućavaju izvlačenje vode iz pustinjskog zraka, hvatanje ugljen-dioksida, skladištenje otrovnih gasova i ubrzavanje hemijskih reakcija.

Nagrada uključuje i novčani iznos od 11 miliona švedskih kruna (oko milion dolara) i dodijeljena je trojici istraživača čiji je rad promijenio način na koji nauka razumije strukturu i potencijal materijala.

Od drvenih modela do materijala budućnosti

Priča o ovogodišnjoj nagradi počinje 1974. godine u Australiji, kada je Ričard Robson, tada mladi profesor na Univerzitetu u Melburnu, izrađivao drvene modele molekula za nastavu. Uočio je da raspored „rupa“ u modelima sadrži sve informacije o obliku molekule i zapitao se: šta bi se dogodilo ako bi umjesto atoma povezivao cijele molekule?

Godinama kasnije, kombinacijom jona bakra i organskih molekula, Robson je stvorio prvi materijal s uređenom kristalnom strukturom punom šupljina – poput dijamanta, ali s praznim prostorima. Njegov rad iz 1989. godine postavio je temelje onome što će postati MOF tehnologija.

Japanski naučnik koji je vjerovao u „korisnost beskorisnog“

Susumu Kitagava, profesor hemije iz Japana, vjerovao je da i ono što se čini beskorisnim može postati ključno. Devedesetih godina je počeo istraživati porozne molekularne strukture i 1997. godine stvorio prvi stabilni metal-organski okvir koji je mogao apsorbirati i oslobađati gasove poput metana i azota bez urušavanja strukture.

Iako su mnogi naučnici tada bili skeptični, Kitagava je dokazao da su MOF-ovi fleksibilniji i raznovrsniji od dotadašnjih materijala poput zeolita. Njegova vizija materijala koji „dišu“ postala je ključna za dalji razvoj ove tehnologije.

Od jordanske siromašne sobe do najprestižnije nagrade

Omar Jagi je odrastao u skromnim uslovima u Amanu, bez struje i vode. Fasciniran knjigom o molekulama, sa 15 godina odlazi u Sjedinjene Države, gdje započinje karijeru koja će promijeniti svijet hemije.

Na Univerzitetu Arizona Stejt, devedesetih godina, razvija metodu spajanja molekula „kao Lego kockice“. Godine 1995. stvara prve dvodimenzionalne mreže od metala i organskih jedinjenja, a 1997. uvodi termin „metal–organic framework“.

Njegov materijal MOF-5, predstavljen 1999. godine, bio je revolucionaran: stabilan, lagan i izuzetno porozan – samo nekoliko grama imalo je unutrašnju površinu veličine fudbalskog igrališta.

Materijali koji hvataju vodu i ugljen-dioksid

Jagijev tim je 2002–2003. godine razvio čitavu porodicu MOF materijala s različitim svojstvima. Jedan od eksperimenata izveden u pustinji Arizone pokazao je da MOF može apsorbovati vodenu paru iz zraka tokom noći, a osloboditi čistu vodu kada se zagrije na suncu.

Danas, zahvaljujući radu trojice laureata, MOF materijali mogu:

• izdvajati CO₂ iz zraka i dimnih gasova,

• filtrirati otrovne i industrijske zagađivače,

• usporavati sazrijevanje voća hvatanjem etilena,

• pohranjivati energiju u obliku vodika,

• uklanjati štetne PFAS spojeve iz vode,

• katalizirati hemijske reakcije,

• te služiti kao nosači lijekova u ljudskom tijelu.

Materijal 21. vijeka

Stručnjaci smatraju da bi metal-organski okviri mogli postati „materijal 21. vijeka“, baš kao što su plastika i silicijum obilježili prethodne epohe. Kompanije širom svijeta već ulažu u njihovu proizvodnju, jer MOF-ovi nude rješenja za klimatske promjene, energetsku krizu i zagađenje.

U obrazloženju odluke, Nobelov komitet je istakao da su Kitagava, Robson i Jagi „otvorili nove horizonte za hemiju“, omogućivši naučnicima širom svijeta da stvore na desetine hiljada različitih MOF-ova, čime su, kako se navodi u testamentu Alfreda Nobela, „donijeli najveću korist čovječanstvu.“

Pratite nas na našoj Facebook i Instagram stranici i X nalogu.