A Academia das Ciencias de Suecia concedeu o Premio Nobel de Química a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Taghi polo seu trabalo pioneiro en desenvolver unha nova forma de arquitectura molecular. Os seus descubrimentos son claves para tecnoloxías novedosas como a descomposición de restos de fármacos ou a captura do dióxido de carbono, clave no medio ambiente.
Nas súas construcións, os ións metálicos funcionan como pilares que se unen mediante longas moléculas orgánicas (baseadas en carbono). Xuntos, os ións metálicos e as moléculas organízanse para formar cristais que conteñen grandes cavidades. Estes materiais porosos chámanse marcos metálico-orgánicos (MOF, polas súas siglas en inglés). Variando os compoñentes usados nos MOF, os químicos poden deseñalos para capturar e almacenar substancias específicas. Os MOF tamén poden impulsar reaccións químicas ou conducir electricidade.
“Os marcos metálico-orgánicos teñen un enorme potencial, abrindo oportunidades antes impensables para materiais feitos a medida con novas funcións”, di Heiner Linke, presidente do Comité do Nobel de Química.
Todo comezou en 1989, cando Richard Robson probou a utilizar as propiedades inherentes dos átomos dun xeito novo. Combinou ións de cobre cargados positivamente cunha molécula de catro brazos; esta tiña un grupo químico que se atraía aos ións de cobre ao final de cada brazo. Ao combinarse, uníronse para formar un cristal ben ordenado e espacioso, como un diamante cheo de innumerables cavidades.
Os avances clave de Kitagawa e Yaghi
Robson recoñeceu inmediatamente o potencial da súa construción molecular, pero era inestable e colapsaba facilmente. Con todo, Susumu Kitagawa e Omar Yaghi proporcionaron a este método de construción unha base firme; entre 1992 e 2003 fixeron, por separado, unha serie de descubrimentos revolucionarios. Kitagawa mostrou que os gases poden entrar e saír das construcións e predixo que os MOF poderían facerse flexibles. Yaghi creou un MOF moi estable e mostrou que pode modificarse mediante deseño racional, dándolle novas e desexables propiedades.
Tras os descubrimentos innovadores dos galardoados, os químicos construíron decenas de miles de MOF diferentes. Algúns deles poden contribuír a resolver algúns dos maiores retos da humanidade, con aplicacións que inclúen separar substancias perfluoroalquiladas da auga, descompoñer restos de fármacos no medio ambiente, capturar dióxido de carbono ou recoller auga do aire do deserto.
