مراسم اهدای «جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵» این بار از کشفی انقلابی پرده برداشت. سه دانشمند برای پیشبرد معماری مولکولی به نام چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) تجلیل شدند.
جایزه نوبل شیمی به معماران مولوکوی و توسعه‌دهندگان چارچوب‌های آلی فلزی اهدا شد. چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) ساختارهای سه‌بعدی متخلخلی هستند که از اتصال خوشه‌های فلزی به مولکول‌های آلی ایجاد می‌شوند. این مواد منحصربه‌فرد قادرند مقادیر عظیمی از گازها و مایعات را در منافذ بسیار ریز خود به دام اندازند. قابلیت‌های بی‌نظیر MOFها آن‌ها را به ابزاری قدرتمند برای مقابله با چالش‌های جهانی مانند تغییرات اقلیمی، کمبود آب و انرژی تبدیل کرده است. به همین دلیل، توجه محققان و صنایع در سراسر جهان به این فناوری نوین جلب شده است.
جایزه نوبل شیمی 2025: معماران مولکولی کیستند؟
کمیته نوبل روز چهارشنبه در مراسمی در استکهلم سوئد، اعلام کرد که جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵ به‌طور مشترک به پرفسور سوسومو کیتاگاوا (Susumu Kitagawa)، پرفسور ریچارد رابسون (Richard Robson) و پرفسور عمر یاغی (Omar Yaghi) اهدا شده است. دلیل این تقدیر، تحقیقات پیشگامانه آن‌ها در توسعه «چارچوب‌های آلی فلزی» (Metal-Organic Frameworks) بود که نوعی معماری مولکولی محسوب می‌شود. این ساختارها می‌توانند فضای بسیار زیادی را در ابعادی کوچک جای دهند؛ کمیته نوبل این ویژگی را به کیف دستی هرماینی گرنجر در رمان‌های هری پاتر تشبیه کرده است.
این مواد جدید می‌توانند حجم عظیمی از گاز را در فضایی اندک ذخیره کنند. کیم جلفس، پرفسور شیمی در امپریال کالج لندن، اشاره کرده است که تا به امروز بیش از ۱۰۰,۰۰۰ نوع چارچوب آلی فلزی شناسایی شده‌اند و کاربردهای آن‌ها ناشی از خواص تخلخل این مواد است؛ به‌عنوان مثال، یک گرم از ماده MOF می‌تواند مساحتی برابر با یک زمین فوتبال را در داخل منافذ خود جای دهد.
ریچارد رابسون، پرفسور دانشگاه ملبورن استرالیا، در سال ۱۹۷۴ به فکر اتصال انواع مختلف مولکول‌ها افتاد و فرضیه‌اش را در دهه ۱۹۸۰ با استفاده از مس آزمایش کرد. او نشان داد که مولکول‌ها می‌توانند ساختارهای منظم و متخلخل ایجاد کنند. سوسومو کیتاگاوا از دانشگاه کیوتو ژاپن، با الهام از یافته‌های رابسون، تحقیقات خود را بر ساختارهای مولکولی متخلخل متمرکز کرد و در سال ۱۹۹۷ موفق به ساخت مولکولی شد که قادر به جذب و رهاسازی متان، نیتروژن و اکسیژن بود. سپس عمر یاغی از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، با اتکا به پژوهش‌های کیتاگاوا و رابسون، چارچوب آلی فلزی کاملا جدیدی به نام MOF-5 را توسعه داد که به یک نمونه کلاسیک در شیمی تبدیل شد.
کاربردهای متحول‌کننده چارچوب‌های آلی فلزی (MOF)
پژوهش‌های این دانشمندان قابلیت‌های گسترده‌ای در جهان واقعی دارند و می‌توانند راهی برای مبارزه با چالش‌های جهانی فراهم آورند. کمیته نوبل از این محققان برای ایجاد چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) ستایش کرد؛ چرا که این مواد قادرند آب را از هوای بیابان جذب کنند، کربن دی‌اکسید را به دام اندازند، گازهای سمی را ذخیره کنند یا واکنش‌های شیمیایی را کاتالیز کنند.
گروه تحقیقاتی عمر یاغی نشان داد که با استفاده از MOF می‌توان بخار آب را از هوای خشک بیابان آریزونا جذب و سپس آب قابل استفاده را جمع‌آوری کرد. این کشف چشم‌اندازهای جدیدی برای تامین آب در مناطق خشک فراهم می‌آورد. علاوه بر این، این فناوری می‌تواند در مبارزه با تغییرات اقلیمی از طریق جذب کربن دی‌اکسید از اتمسفر موثر باشد. از دیگر کاربردهای بالقوه این مواد می‌توان به حذف مواد شیمیایی دائمی از آب و تجزیه آثار داروها در محیط زیست اشاره کرد.
این جایزه نوبل شیمی 2025 شامل یک جایزه نقدی ۱۱ میلیون کرون سوئد (برابر با ۱ میلیون دلار آمریکا) است که به‌طور مشترک به این سه دانشمند اهدا می‌شود.
بیشتر بخوانید- جایزه نوبل فیزیک 2025 به سه دانشمند کاشف پدیده عجیب کوانتومی در مقیاس‌های بزرگ اهدا شد
- جایزه نوبل پزشکی 2025 به سه نفر برای کشف راه نجات از بیماری‌های خودایمنی رسید
- برندگان جوایز ایگ نوبل 2025 معرفی شدند؛ وقتی علم و طنز همگام می‌شوند