Noble z chemii przyznane! Kitagawa, Robson i Yaghi nagrodzeni za rozwój nowego typu architektury molekularnej

"Za stworzone przez nich konstrukcje – metaloorganiczne struktury szkieletowe – zawierają duże przestrzenie, w których cząsteczki mogą swobodnie przepływać”.

Królewska Szwedzka Akademia Nauk przyznała Nobla z chemii Susumu Kitagawie, Richardowi Robsonowi oraz Omarowi M. Yaghiemu - „za rozwój szkieletów metaloorganicznych”. Chodzi o nową architekturę molekularną materiałów zawierających wolne przestrzenie, przez które mogą przepływać gazy i inne substancje chemiczne.

Tegoroczni nobliści opracowali nową formę architektury molekularnej. W tych konstrukcjach jony metali pełnią funkcję kamieni węgielnych, połączonych długimi cząsteczkami organicznymi (opartymi na węglu). W ten sposób powstają kryształy zawierające duże wnęki. Te porowate materiały nazywane są szkieletami metaloorganicznymi (MOF). Chemicy mogą zmieniać części składowe MOF, tak aby mogły wychwytywać i magazynować określone substancje. MOF potrafią również wywoływać reakcje chemiczne lub przewodzić prąd elektryczny.

Szkielety metaloorganiczne mają ogromny potencjał, otwierając wcześniej nieprzewidziane możliwości dla niestandardowych materiałów o nowych funkcjach

— wskazał Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie chemii.

Wszystko zaczęło się w roku 1989

Wszystko zaczęło się w roku 1989, kiedy Richard Robson przetestował wykorzystanie naturalnych właściwości atomów w nowy sposób. Połączył dodatnio naładowane jony miedzi z czteroramienną cząsteczką. Cząsteczka ta miała grupę funkcyjną, która była przyciągana do jonów miedzi na końcu każdego ramienia. W rezultacie cząsteczki połączyły się, tworząc uporządkowany, obszerny kryształ, który można było porównać do diamentu, wypełnionego niezliczonymi wnękami.

Choć Robson natychmiast dostrzegł potencjał swojej konstrukcji molekularnej, była ona niestabilna i łatwo ulegała zapadnięciu.

Jednak Susumu Kitagawa i Omar Yaghi zapewnili tej metodzie budowy MOF solidne podstawy. W latach 1992-2003 dokonali - pracując niezależnie od siebie - szeregu rewolucyjnych odkryć. Kitagawa wykazał, że gazy mogą przepływać do i z konstrukcji i przewidział, że szkielety MOF można uelastycznić. Yaghi stworzył bardzo stabilny MOF i wykazał, że można go modyfikować za pomocą racjonalnego projektowania, nadając mu nowe i pożądane właściwości.

W kolejnych latach chemicy zbudowali dziesiątki tysięcy różnych MOF. Niektóre z nich mogą przyczynić się do rozwiązania jednych z największych wyzwań, przed którymi stoi dziś ludzkość, takich jak oczyszczanie wody z „wiecznych chemikaliów” (PFAS), rozkład pozostałości farmaceutyków w środowisku, wychwytywanie dwutlenku węgla czy pozyskiwanie wody z pustynnego powietrza.

Zaczarowana torebka z Harrego Pottera

Jak ocenił Olof Ramstroem, członek Komitetu Noblowskiego przyznającego nagrodę z chemii, odkrycia trójki tegorocznych noblistów można porównać do zaczarowanej torebki Hermiony Granger z serii o Harrym Potterze - małej na zewnątrz, ale bardzo dużej w środku.

Susumu Kitagawa urodził się w 1951 roku w Kioto w Japonii. Doktorat obronił w 1979 roku na Uniwersytecie w Kioto, gdzie obecnie jest profesorem.

Richard Robson, urodzony w 1937 roku w Glusburn w Wielkiej Brytanii, zrobił doktorat w 1962 roku na Uniwersytecie Oksfordzkim w Wielkiej Brytanii. Obecnie jest profesorem na Uniwersytecie w Melbourne w Australii.

Omar M. Yaghi, urodzony w 1965 roku w Ammanie w Jordanii, w wieku 15 lat wyemigrował do USA, gdzie w 1990 roku zrobił doktorat na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign. Obecnie jest profesorem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley (USA).

Laureaci podzielą się po równo 11 milionami koron szwedzkich (ponad 4,2 miliona złotych).

CZYTAJ TAKŻE: Brunkow, Ramsdell i Sakaguchi laureatami medycznego Nobla. „Zidentyfikowali komórki będące strażnikami układu immunologicznego”

koal/tt/PAP