Spis treści:
- Współpraca atomów, czyli struktury metaloorganiczne
- Kim są laureaci Nagrody Nobla 2025 z chemii?
- Wszechstronne zastosowanie MOF-ów
- Znaczenie i wyzwania nowej technologii
Współpraca atomów, czyli struktury metaloorganiczne
Laureaci zostali nagrodzeni za rozwój nowatorskich szkieletów metaloorganicznych (metal-organic frameworks - MOF), w których centra z jonów metali są połączone za pomocą cząsteczek organicznych opartych na węglu. W ten sposób tworzą sieć z dużymi przestrzeniami i możliwością regulacji właściwości chemicznych i fizycznych. Przez powstałe “pory" swobodnie mogą przepływać gazy i inne substancje chemiczne.
Te struktury umożliwiają przepływ cząsteczek wewnątrz i na zewnątrz, czyniąc je idealnymi do magazynowania trujących gazów, katalizy reakcji chemicznych, wychwytywania dwutlenku węgla, rozwoju nowych leków, a nawet pozyskiwania wody z powietrza. To ogromny krok w stronę technologii przyszłości.
To nie tylko nowy materiał, ale przede wszystkim platforma z potencjałem do zmiany świata. Elastyczność tych projektów umożliwia chemikom ustalanie ich właściwości pod konkretne zastosowania. Wystarczy zmieniać poszczególne elementy tych struktur, aby przystosować je do wybranych celów.
Kim są laureaci Nagrody Nobla 2025 z chemii?
Susumu Kitagawa (Uniwersytet w Kioto) badał, jak molekuły mogą wnikać i wychodzić ze struktur MOF. Udowodnił przy tym, że mają one “żywe" właściwości. Richard Robson (Uniwersytet w Melbourne) wykorzystał swoje doświadczenie z zakresu chemii koordynacyjnej, aby skonstruować tego typu sieci. Omar M. Yaghi (Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley) dopracował stabilność i funkcjonalność tych struktur, pilnując, aby były elastyczne i wytrzymałe. To pozwoliło zastosować je w praktyce.
Wspólna praca laureatów Nagrody Nobla 2025 z chemii prowadzi do powstania materiałów zdolnych do reagowania, magazynowania i przekształcania. Jednocześnie jest to początek drogi do tworzenia nowych materiałów o nowych funkcjach.
Wszechstronne zastosowanie MOF-ów
Jednym z potencjalnych kierunków zastosowania MOF-ów jest pozyskiwanie wody z mgły czy wchłanianie dwutlenku węgla. Naukowcy badają te struktury jako katalizatory, filtry, systemy magazynowania wodoru czy materiały do wychwytywania zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych.
Wyobraźnię porusza już sama wizja uzdatniania powietrza pustynnego na wodę pitną. Ta technologia mogłaby odmienić oblicze suchych regionów Ziemi. Jednocześnie ten materiał może działać jak magazyn energii. W efekcie MOF-y mogą wspierać rozwój baterii, ogniw i systemów konwersji chemicznej.
Znaczenie i wyzwania nowej technologii
Nagroda Nobla 2025 w dziedzinie chemii podkreśla, że przyszłość nauki skupia się na budowaniu całych systemów mogących odmienić świat. Chemia staje się infrastrukturą zdolną do wspierania transformacji energetycznej, adaptacji do klimatu i ochrony środowiska naturalnego.
Mimo że jest to wielki przełom w nauce, to MOF-y wciąż mierzą się z poważnymi wyzwaniami. Chociaż udało się uzyskać znakomite rezultaty w warunkach laboratoryjnych, to przeniesienie tego na skalę globalną jest znacznie trudniejsze. Zmiana materiałów w warunkach przemysłowych to nie tylko kwestia technologii, ale też infrastruktury, regulacji i popytu rynkowego.
Źródła: rp.pl, tvn24.pl, wiadomosci.dziennik.pl, nobelprize.org, chemistryworld.com, reuters.com
