Nobel-palkinto 2025: miten tutkijoiden molekyyliläpimurto voi torjua ilmastonmuutosta

Kolmelle tiedemiehelle – Susumu Kitagawalle, Richard Robsonille ja Omar M. Yaghille – on myönnetty vuoden 2025 Nobelin kemianpalkinto metalli-orgaanisten kehysten (MOF) kehittämisestä, molekyylirakenteista, jotka voivat vangita, varastoida ja vapauttaa kaasuja.

Ruotsin kuninkaallinen tiedeakatemia julkisti voittajat keskiviikkona 8. lokakuuta 2025.

Näistä kehyksistä voi tulla avainasemassa joidenkin maailman kiireellisimpien ympäristöhaasteiden ratkaisemisessa, mukaan lukien hiilidioksidin talteenotto, puhtaan energian varastointi ja vedenkeruu kuivilla alueilla.

Molekyylirakenteiden muuntaminen toiminnallisiksi materiaaleiksi

Metalli-orgaaniset kehykset ovat huokoisia materiaaleja, jotka on valmistettu yhdistämällä metalli-ioneja orgaanisiin molekyyleihin. Tuloksena on kiteinen rakenne, jolla on valtava sisäpinta-ala ja joustavuus.

Nämä ominaisuudet mahdollistavat kaasujen, kuten hiilidioksidin, metaanin tai vedyn, imeytymisen ja tehokkaan varastoinnin.

Tekniikalla on laajat sovellukset – teollisuuden päästöjen puhdistamisesta ja myrkyllisten kaasujen varastoinnista puhtaiden polttoaineiden tuottamiseen ja veden talteenottoon aavikon ilmasta.

Läpimurto tapahtui vuosikymmenten kokeilujen jälkeen. Vuonna 1989 Richard Robson testasi uutta lähestymistapaa yhdistämällä kupari-ionit nelihaaraiseen molekyyliin, joka veti niitä puoleensa.

Vaikka hänen rakenteensa osoitti potentiaalia, se oli epävakaa ja romahti helposti. Kestävän ja käyttökelpoisen materiaalin luomisen haaste jäi ratkaisematta, kunnes Kitagawa ja Yaghi edistivät tutkimusta edelleen.

Vakauden ja toiminnallisuuden rakentaminen kehyksiin

Susumu Kitagawan kokeet osoittivat, että kaasut voivat virrata sisään ja ulos näistä kehyksistä, mikä osoitti, että MOF:t olivat huokoisia ja niistä voitiin jopa tehdä joustavia.

Omar M. Yaghi suunnitteli myöhemmin erittäin vakaat MOF:t ja osoitti, että niitä voidaan räätälöidä eri tarkoituksiin rationaalisen suunnittelun avulla.

Tämä tarkoitti, että tutkijat pystyivät räätälöimään MOF:t tiettyihin sovelluksiin, kuten hiilidioksidin talteenottoon tai vedenkeruuseen.

Heidän yhteinen työnsä loi perustan yhdelle kemian monipuolisimmista materiaaleista. Nykyään MOF:iä käytetään puhtaan energian tutkimuksessa, katalyysissä ja kaasunerotustekniikoissa.

Ilmastonmuutoksen ohjatessa vihreämpien ratkaisujen etsimistä, nämä materiaalit nähdään nyt kestävän kehityksen elintärkeinä työkaluina.

Nobel-viikko nostaa esiin innovaatioita eri tieteissä

Nobel-palkinnon julkistaminen alkoi aiemmin tällä viikolla.

Maanantaina 6. lokakuuta Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell ja Shimon Sakaguchi jakoivat fysiologian tai lääketieteen palkinnon säätelevien T-solujen tunnistamisesta – immuunijärjestelmän "vartijoista", jotka estävät sitä hyökkäämästä kehoon.

Tiistaina 7. lokakuuta fysiikan palkinnon saivat John Clarke, Michel Devoret ja John Martinis heidän työstään kvanttilaskennan tutkimuksessa välttämättömien kvanttitunnelointilaitteiden parissa.

Kemian ilmoitus seurasi keskiviikkona, ja kirjallisuus-, rauhan- ja taloustieteiden palkinnot on määrä jakaa 9., 10. ja 13. lokakuuta.

Jokainen Nobel-palkinto sisältää 11 miljoonan Ruotsin kruunun rahapalkinnon, ja se luovutetaan virallisesti 10. joulukuuta.

Alfred Nobelin inhimillisen edistyksen vision kunnioittaminen

Nobel-palkinnot luotiin ruotsalaisen keksijän Alfred Nobelin tahdon mukaisesti, joka määräsi, että hänen omaisuutensa tulisi palkita ne, jotka ovat "antaneet ihmiskunnalle suurimman hyödyn".

Perustamisestaan vuonna 1901 lähtien palkinnot ovat juhlistaneet löytöjä, jotka muuttavat tieteellistä ymmärrystä ja parantavat maailmanlaajuista hyvinvointia.

Palkitsemalla Kitagawan, Robsonin ja Yaghin Ruotsin kuninkaallinen akatemia on korostanut molekyylitekniikan mahdollisuuksia muokata ympäristötiedettä.

Kun maailma etsii teknologioita, joilla voidaan torjua saastumista, tuottaa puhdasta energiaa ja säästää vettä, vuoden 2025 kemian palkinnon saajien työ on merkittävä askel kohti kestävämpää tulevaisuutta.