Nobelpreis 2025: Molekulare Strukturen helfen bei der Lösung der größten Herausforderungen der Menschheit

Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) sind eine vielseitige Molekülstruktur, die zur Gewinnung von Wasser aus der Wüstenluft, zur Abscheidung von CO2, zur Speicherung giftiger Gase oder zur Katalyse chemischer Reaktionen eingesetzt werden könnte.

Am 8. Oktober beschloss die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften, den Nobelpreis für Chemie 2025 an drei Wissenschaftler zu verleihen: Herrn Susumu Kitagawa von der Universität Kyoto (Japan), Herrn Richard Robson von der Universität Melbourne (Australien) und Herrn Omar M. Yaghi von der Universität von Kalifornien, Berkeley (USA), für ihre Arbeit bei der Entwicklung von metallorganischen Gerüsten (MOFs), einer flexiblen Molekülstruktur, die zur Lösung der größten Herausforderungen der Menschheit beiträgt.

Die Wissenschaftler haben Molekülstrukturen mit großen Zwischenräumen geschaffen, die die Zirkulation von Gasen und anderen Chemikalien ermöglichen.

Diese metallorganische Gerüststruktur könnte zur Wassergewinnung aus Wüstenluft, zur CO₂-Abscheidung, zur Speicherung giftiger Gase oder zur Katalyse chemischer Reaktionen genutzt werden. MOFs können außerdem chemische Reaktionen fördern oder Strom leiten.

„MOFs haben ein enormes Potenzial und bieten beispiellose Möglichkeiten zur Anpassung von Materialien mit neuen Funktionen“, sagte Heiner Linke, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie.

Alles begann 1989, als der Wissenschaftler Robson auf neue Weise mit den inhärenten Eigenschaften von Atomen experimentierte.

Er kombinierte positiv geladene Kupferionen mit einem vierarmigen Molekül; dieses Molekül besitzt eine chemische Gruppe, die von den Kupferionen an den Enden der Arme angezogen wird. In der Kombination verbinden sie sich zu einem geräumigen, geordneten Kristall, ähnlich einem Diamanten mit unzähligen Poren.

Herr Robson erkannte sofort das Potenzial dieser Molekularstruktur, doch zu diesem Zeitpunkt war sie instabil und neigte zum Zusammenbruch.

Von 1992 bis 2003 legten die Wissenschaftler Kitagawa und Yaghi eine solide Grundlage für die oben genannte Methode.

Herr Kitagawa demonstrierte, dass Gas in die Strukturen hinein- und herausströmen kann, und sagte voraus, dass MOFs flexibel gestaltet werden könnten.

Yaghi hat seinerseits ein sehr stabiles MOF entwickelt und gezeigt, dass diese Struktur durch gezieltes Design modifiziert werden kann, wodurch sie neue und wünschenswerte Eigenschaften erhält.

Im Anschluss an die bahnbrechenden Entdeckungen der Preisträger haben Chemiker Zehntausende verschiedener MOFs entwickelt.

Einige von ihnen haben dazu beigetragen, die größten Herausforderungen der Menschheit zu bewältigen, beispielsweise durch Anwendungen wie die Abtrennung von PFAS (Ewigkeitschemikalien) aus Wasser, den Abbau von Arzneimittelrückständen in der Umwelt, die CO2-Abscheidung oder die Gewinnung von Wasser aus der Wüstenluft.

(TTXVN/Vietnam+)

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