نوبل 2025: البنى الجزيئية تساعد في حل أعظم التحديات التي تواجه البشرية

يمكن استخدام الأطر المعدنية العضوية (MOFs)، وهي بنية جزيئية متعددة الاستخدامات، لحصاد المياه من هواء الصحراء، أو التقاط ثاني أكسيد الكربون، أو تخزين الغازات السامة، أو تحفيز التفاعلات الكيميائية.

في الثامن من أكتوبر، قررت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2025 لثلاثة علماء: السيد سوسومو كيتاغاوا، من جامعة كيوتو (اليابان)، والسيد ريتشارد روبسون، من جامعة ملبورن (أستراليا)، والسيد عمر م. ياغي، من جامعة كاليفورنيا، بيركلي (الولايات المتحدة الأمريكية)، لعملهم في تطوير الأطر المعدنية العضوية (MOFs)، وهي بنية جزيئية مرنة تساهم في حل أعظم التحديات التي تواجه البشرية.

قام العلماء بإنشاء هياكل جزيئية ذات مساحات كبيرة تسمح بتداول الغازات والمواد الكيميائية الأخرى.

يمكن استخدام هذا الهيكل المعدني العضوي لجمع المياه من هواء الصحراء، أو التقاط ثاني أكسيد الكربون، أو تخزين الغازات السامة، أو تحفيز التفاعلات الكيميائية. كما يمكن للأطر العضوية المعدنية تعزيز التفاعلات الكيميائية أو توصيل الكهرباء.

وقال هاينر لينكه، رئيس لجنة نوبل للكيمياء: "تتمتع الأطر العضوية المعدنية بإمكانيات هائلة، وتوفر فرصا غير مسبوقة لتخصيص المواد بوظائف جديدة".

بدأ كل شيء في عام 1989، عندما قام العالم روبسون بتجربة استخدام الخصائص الجوهرية للذرات بطريقة جديدة.

قام بدمج أيونات النحاس الموجبة الشحنة مع جزيء ذي أربعة أذرع؛ يمتلك هذا الجزيء مجموعة كيميائية تنجذب إلى أيونات النحاس في نهاية كل ذراع. عند دمجها، تترابط هذه الأيونات معًا لتكوين بلورة واسعة ومنظمة، كالماسة المليئة بمسام لا حصر لها.

أدرك السيد روبسون على الفور إمكانات هذا البناء الجزيئي، ولكن في ذلك الوقت كان غير مستقر وعرضة للانهيار.

من عام 1992 إلى عام 2003، وضع العالمان كيتاجاوا وياجي الأساس المتين للطريقة المذكورة أعلاه.

أظهر السيد كيتاغاوا أن الغاز يمكن أن يتدفق داخل وخارج الهياكل وتوقع أن تكون الأطر العضوية المعدنية مرنة.

من جانبه، نجح ياغي في إنشاء إطار معدني عضوي مستقر للغاية، وأثبت أن هذا الهيكل يمكن تعديله من خلال تصميم عقلاني، مما يمنحه خصائص جديدة ومرغوبة.

وفي أعقاب الاكتشافات الرائدة التي توصل إليها الحائزون على الجائزة، نجح الكيميائيون في هندسة عشرات الآلاف من الأطر العضوية المعدنية المختلفة.

وقد ساهم بعضها في حل أكبر التحديات التي تواجه البشرية، مع تطبيقات مثل فصل PFAS (المواد الكيميائية الدائمة) من الماء، وتحليل آثار الأدوية في البيئة، أو التقاط ثاني أكسيد الكربون أو حصاد المياه من هواء الصحراء.

(TTXVN/فيتنام+)

المصدر: https://www.vietnamplus.vn/nobel-2025-structural-parts-help-solve-the-largest-challenge-of-humanity-post1069015.vnp