Premio Nobel per la Chimica 2025 per lo sviluppo di strutture metallo-organiche
"Le strutture metallo-organiche hanno un enorme potenziale, in quanto offrono opportunità precedentemente impreviste per la creazione di materiali personalizzati con nuove funzioni"
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L'Accademia Reale Svedese delle Scienze ha deciso di assegnare il Premio Nobel per la Chimica 2025 a Susumu Kitagawa (Università di Kyoto, Giappone), Richard Robson (Università di Melbourne, Australia) e Omar M. Yaghi (Università della California, Berkeley, USA) "per lo sviluppo di strutture metallo-organiche".
La loro architettura molecolare contiene spazi per la chimica
I premi Nobel per la chimica 2025 hanno creato costruzioni molecolari con ampi spazi attraverso i quali possono fluire gas e altre sostanze chimiche. Queste costruzioni, le strutture metallo-organiche, possono essere utilizzate per raccogliere acqua dall'aria del deserto, catturare l'anidride carbonica, immagazzinare gas tossici o catalizzare reazioni chimiche.
Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi ricevono il Premio Nobel per la Chimica 2025. Hanno sviluppato una nuova forma di architettura molecolare. Nelle loro costruzioni, gli ioni metallici fungono da pietre angolari collegate da lunghe molecole organiche (a base di carbonio). Insieme, gli ioni metallici e le molecole si organizzano per formare cristalli che contengono grandi cavità. Questi materiali porosi sono chiamati strutture metallo-organiche (MOF). Variando gli elementi costitutivi dei MOF, i chimici possono progettarli per catturare e immagazzinare sostanze specifiche. I MOF possono anche guidare reazioni chimiche o condurre elettricità.
"Le strutture metallo-organiche hanno un enorme potenziale, in quanto offrono opportunità precedentemente impreviste per la creazione di materiali personalizzati con nuove funzioni", afferma Heiner Linke, presidente del Comitato Nobel per la Chimica.
Tutto è iniziato nel 1989, quando Richard Robson ha provato a sfruttare le proprietà intrinseche degli atomi in un modo nuovo. Ha combinato ioni di rame con carica positiva con una molecola a quattro bracci, dotata di un gruppo chimico attratto dagli ioni di rame all'estremità di ciascun braccio.
Quando sono stati combinati, si sono uniti per formare un cristallo ben ordinato e spazioso. Era come un diamante pieno di innumerevoli cavità.
Robson riconobbe immediatamente il potenziale della sua costruzione molecolare, ma era instabile e collassava facilmente. Tuttavia, Susumu Kitagawa e Omar Yaghi hanno fornito a questo metodo di costruzione una base solida; tra il 1992 e il 2003 hanno fatto, separatamente, una serie di scoperte rivoluzionarie. Kitagawa ha dimostrato che i gas possono entrare e uscire dalle costruzioni e ha previsto che i MOF possono essere resi flessibili. Yaghi ha creato un MOF molto stabile e ha dimostrato che può essere modificato con una progettazione razionale, conferendogli nuove e desiderabili proprietà.
In seguito alle scoperte rivoluzionarie dei vincitori, i chimici hanno costruito decine di migliaia di MOF diversi. Alcuni di questi possono contribuire a risolvere alcune delle più grandi sfide dell'umanità, con applicazioni che includono la separazione dei PFAS dall'acqua, l'eliminazione di tracce di farmaci nell'ambiente, la cattura dell'anidride carbonica o la raccolta di acqua dall'aria del deserto.
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