Los premios Nobel de química 2025 han creado construcciones moleculares con grandes espacios a través de los cuales pueden fluir gases y otros productos químicos. Estas construcciones, estructuras metal-orgánicas, se pueden utilizar para recolectar agua del aire del desierto, capturar dióxido de carbono, almacenar gases tóxicos o catalizar reacciones químicas.
Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar Yaghi reciben el Premio Nobel de Química 2025. Han desarrollado una nueva forma de arquitectura molecular. En sus construcciones, los iones metálicos funcionan como piedras angulares que están unidas por moléculas orgánicas largas (basadas en carbono). Juntos, los iones metálicos y las moléculas se organizan para formar cristales que contienen grandes cavidades. Estos materiales porosos se denominan estructuras metal-orgánicas (MOF). Al variar los bloques de construcción utilizados en los MOF, los químicos pueden diseñarlos para capturar y almacenar sustancias específicas. Los MOF también pueden impulsar reacciones químicas o conducir electricidad.
«Los marcos metal-orgánicos tienen un enorme potencial, ya que brindan oportunidades previamente imprevistas para materiales hechos a medida con nuevas funciones», dice Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química.
Todo comenzó en 1989, cuando Richard Robson probó la utilización de las propiedades inherentes de los átomos de una manera nueva. Combinó iones de cobre cargados positivamente con una molécula de cuatro brazos; Este tenía un grupo químico que era atraído por los iones de cobre al final de cada brazo.
Cuando se combinaron, se unieron para formar un cristal espacioso y bien ordenado. Era como un diamante lleno de innumerables cavidades.
Robson reconoció de inmediato el potencial de su construcción molecular, pero era inestable y colapsaba fácilmente. Sin embargo, Susumu Kitagawa y Omar Yaghi proporcionaron a este método de construcción una base firme; Entre 1992 y 2003 hicieron, por separado, una serie de descubrimientos revolucionarios. Kitagawa demostró que los gases pueden entrar y salir de las construcciones y predijo que los MOF podrían hacerse flexibles. Yaghi creó un MOF muy estable y demostró que se puede modificar utilizando un diseño racional, lo que le da propiedades nuevas y deseables.
Tras los descubrimientos innovadores de los galardonados, los químicos han construido decenas de miles de MOF diferentes. Algunos de estos pueden contribuir a resolver algunos de los mayores desafíos de la humanidad, con aplicaciones que incluyen separar PFAS del agua, descomponer rastros de productos farmacéuticos en el medio ambiente, capturar dióxido de carbono o recolectar agua del aire del desierto.
