Nagroda Nobla 2025: jak molekularny przełom naukowców może walczyć ze zmianami klimatu

Trzech naukowców – Susumu Kitagawa, Richard Robson i Omar M. Yaghi – otrzymało Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2025 r. za opracowanie struktur metaloorganicznych (MOF), konstrukcji molekularnych, które mogą wychwytywać, przechowywać i uwalniać gazy.

Królewska Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła zwycięzców w środę, 8 października 2025 roku.

Ramy te mogą stać się kluczem do rozwiązania niektórych z najpilniejszych wyzwań środowiskowych na świecie, w tym wychwytywania dwutlenku węgla, magazynowania czystej energii i pozyskiwania wody w suchych regionach.

Przekształcanie struktur molekularnych w materiały funkcjonalne

Struktury metaloorganiczne to porowate materiały wytwarzane przez łączenie jonów metali z cząsteczkami organicznymi. Rezultatem jest krystaliczna struktura o ogromnej powierzchni wewnętrznej i elastyczności.

Właściwości te pozwalają na efektywne wchłanianie i magazynowanie gazów takich jak dwutlenek węgla, metan czy wodór.

Technologia ta ma szerokie zastosowanie – od oczyszczania emisji przemysłowych i magazynowania toksycznych gazów po produkcję czystych paliw i wychwytywanie wody z pustynnego powietrza.

Przełom nastąpił po dziesięcioleciach eksperymentów. W 1989 roku Richard Robson przetestował nowe podejście, łącząc jony miedzi z czteroramienną cząsteczką, która została do nich przyciągnięta.

Choć jego konstrukcja wykazywała potencjał, była niestabilna i łatwo się zapadała. Wyzwanie stworzenia trwałego, użytecznego materiału pozostało nierozwiązane, dopóki Kitagawa i Yaghi nie posunęli dalszych postępów w badaniach.

Budowanie stabilności i funkcjonalności w ramach

Eksperymenty Susumu Kitagawy wykazały, że gazy mogą przepływać do i z tych struktur, udowadniając, że MOF są porowate, a nawet mogą stać się elastyczne.

Omar M. Yaghi zaprojektował później wysoce stabilne MOF i wykazał, że można je dostosować do różnych celów przy użyciu racjonalnego projektowania.

Oznaczało to, że naukowcy mogli dostosować MOF do konkretnych zastosowań, takich jak wychwytywanie dwutlenku węgla lub zbieranie wody.

Ich wspólna praca położyła podwaliny pod jeden z najbardziej wszechstronnych materiałów w chemii. Obecnie MOF są wykorzystywane w badaniach nad czystą energią, katalizie i technologiach separacji gazów.

Ponieważ zmiany klimatyczne napędzają poszukiwanie bardziej ekologicznych rozwiązań, materiały te są obecnie postrzegane jako niezbędne narzędzia zrównoważonego rozwoju.

Tydzień Noblowski podkreśla innowacje w naukach ścisłych

Ogłoszenie Nagrody Nobla rozpoczęło się na początku tygodnia.

W poniedziałek, 6 października, Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell i Shimon Sakaguchi podzielili się nagrodą w dziedzinie fizjologii lub medycyny za zidentyfikowanie regulatorowych limfocytów T – "strażników" układu odpornościowego, którzy zapobiegają atakowaniu organizmu.

We wtorek, 7 października, Nagroda w dziedzinie fizyki trafiła do Johna Clarke'a, Michela Deboreta i Johna Martinisa za pracę nad kwantowymi urządzeniami tunelowymi, które są niezbędne dla badań nad obliczeniami kwantowymi.

Ogłoszenie wyników w dziedzinie chemii nastąpiło w środę, a nagrody w dziedzinie literatury, pokoju i nauk ekonomicznych zaplanowano odpowiednio na 9, 10 i 13 października.

Każda Nagroda Nobla obejmuje nagrodę pieniężną w wysokości 11 milionów koron szwedzkich, a jej oficjalna ceremonia zostanie wręczona 10 grudnia.

Uhonorowanie wizji Alfreda Nobla dotyczącej postępu ludzkości

Nagrody Nobla zostały ustanowione zgodnie z wolą szwedzkiego wynalazcy Alfreda Nobla, który zarządził, aby jego majątek nagradzał tych, którzy "przynieśli ludzkości największe korzyści".

Od momentu powstania w 1901 r. nagrody honorują odkrycia, które zmieniają wiedzę naukową i poprawiają globalny dobrobyt.

Przyznając nagrody Kitagawie, Robsonowi i Yaghiemu, Królewska Akademia Szwedzka podkreśliła potencjał inżynierii molekularnej w przekształcaniu nauk o środowisku.

Podczas gdy świat poszukuje technologii, które mogą zwalczać zanieczyszczenia, generować czystą energię i oszczędzać wodę, praca laureatów w dziedzinie chemii 2025 stanowi znaczący krok w kierunku osiągnięcia bardziej zrównoważonej przyszłości.