Laureații Premiului Nobel pentru Chimie din acest an au creat construcții moleculare cu spații mari (MOF) prin care pot circula diverse substanțe chimice. Concret, structurile pot fi utilizate pentru a colecta apă din aerul deșertului, pentru a capta dioxidul de carbon, pentru a stoca gaze toxice sau pentru a cataliza reacții chimice.
Aceste materiale sunt formate din atomi de metal (neorganici) legați de molecule organice, aranjate astfel încât să creeze o structură solidă plină de mii de goluri microscopice – ca un burete la scară moleculară. Experimentul a început în 1989, când Richard Robson a combinat ioni de cupru încărcați pozitiv cu o moleculă cu patru brațe – fiecare braț se termina cu un grup chimic diferit, atras de ionii de cupru. Când cele două tipuri de componente au fost combinate, s-au legat între ele în mod natural, formând un cristal ordonat și spațios, asemănător unui diamant plin de camere minuscule. Aceste “camere” sunt cele care dau materialului capacitatea de a stoca gaze sau alte substanțe în volume foarte mici.
Între 1992 și 2003, Susumu Kitagawa și Omar Yaghi au perfecționat metoda. Kitagawa a demonstrat că gazele pot circula în interiorul și în afara acestor construcții și a prezis că ele ar putea fi realizate astfel încât să fie flexibile. La rândul său, Yaghi a creat o structură metal-organică foarte stabilă și a arătat că aceasta poate fi modificată astfel încât să obțină proprietăți noi.
În urma descoperirilor, chimiștii au construit zeci de mii de structuri metal-organice diferite. Unele dintre acestea ar putea contribui la rezolvarea unora dintre cele mai mari provocări ale omenirii, putând fi folosite inclusiv pentru separarea substanțelor PFAS (chimicale care nu se descompun în mediu) din apă, descompunerea urmelor de produse farmaceutice din mediu și captarea dioxidului de carbon.
“Structurile metal-organice au un potențial enorm, oferind oportunități neprevăzute anterior pentru materiale personalizate cu funcții noi. Materialele create de laureați pot fi privite ca niște hoteluri pentru molecule – cu camere în care gazele pot intra și ieși liber”, a precizat Heiner Linke, președintele Comitetului Nobel pentru Chimie, care a descris invenția drept o “nouă arhitectură moleculară” ce oferă chimiștilor instrumente complet noi pentru a crea materiale personalizate, cu funcții precise.
Prin munca lor, Kitagawa, Robson și Yaghi au oferit științei un nou mod de a construi și controla materia, cu aplicații care ar putea contribui semnificativ la combaterea schimbărilor climatice și la dezvoltarea surselor de energie curate.
Echipa Biziday nu a solicitat și nu a acceptat nicio formă de finanțare din fonduri guvernamentale. Spațiile de publicitate sunt limitate, iar reclama neinvazivă.
Dacă îți place ce facem, poți contribui tu pentru susținerea echipei Biziday.