Un écran affiche les noms des trois scientifiques lauréats du prix Nobel de chimie 2025 lors de la cérémonie d'annonce à l'Académie royale des sciences de Suède à Stockholm, le 8 octobre. - Photo : REUTERS
Le 8 octobre à Stockholm (Suède), trois scientifiques, Susumu Kitagawa (74 ans, Université de Kyoto - Japon), Richard Robson (88 ans, Université de Melbourne - Australie) et Omar M. Yaghi (60 ans, Université de Californie - Berkeley, États-Unis), ont reçu le 117e prix Nobel de chimie.
Leurs réalisations racontent une belle histoire d'ambition intellectuelle, de persévérance dans la recherche et de pouvoir de la collaboration scientifique transfrontalière.
Application de matériaux en mousse polyvalents
Le projet primé s'intitule « Développement de réseaux métallo-organiques » (MOF). Dans cette structure, les ions métalliques constituent la base, liés à de longues molécules organiques contenant des radicaux carbonés. Cette combinaison crée des cristaux à grandes cavités – des matériaux poreux aux propriétés uniques.
En modifiant les éléments constitutifs, les chimistes peuvent concevoir des MOF capables de capturer et de stocker des substances spécifiques, de favoriser des réactions chimiques ou de conduire l'électricité.
« Les structures métallo-organiques présentent un potentiel énorme, ouvrant des perspectives sans précédent pour la création de matériaux sur mesure dotés de nombreuses nouvelles fonctions », a déclaré Heiner Linke, président du Comité Nobel de chimie, lors de la cérémonie de remise des prix.
À partir des découvertes pionnières de trois scientifiques, les chercheurs ont développé des dizaines de milliers de types différents de MOF, ouvrant ainsi d'innombrables perspectives pour la science et la technologie.
L'histoire commence en 1989, lorsque le professeur Richard Robson de l'Université de Melbourne (Australie) a tenté d'exploiter une nouvelle méthode pour créer des structures chimiques.
Il a combiné des ions cuivre chargés positivement avec une molécule à quatre bras possédant un groupe chimique attirant les ions cuivre à l'extrémité de chaque bras. Il en a résulté un cristal à la structure ordonnée et poreuse, semblable à un diamant contenant d'innombrables cavités.
Robson et ses collègues ont ensuite développé le principe des « nœuds en forme de tige » pour créer un réseau de coordination creux, ouvrant la voie à la conception de réseaux métallo-organiques de la forme souhaitée. Cependant, les structures initiales étaient instables et sujettes à l'effondrement, ce qui constituait le principal obstacle à ce stade.
Trois continents en une seule percée
Cependant, deux scientifiques, Susumu Kitagawa et Omar Yaghi, ont solidement établi cette méthode. De 1992 à 2003, ils ont réalisé une série de découvertes révolutionnaires.
À l'université de Kyoto (Japon), le professeur Kitagawa a renversé l'idée répandue avant 1997 selon laquelle les cristaux organiques creux s'effondreraient s'ils n'étaient pas contenus à l'intérieur.
Il a démontré qu'il était possible de créer des hybrides organométalliques à la fois poreux et résistants, et que les gaz pouvaient circuler librement à l'intérieur et à l'extérieur de ces structures. Il a également forgé le terme « MOF respirants », décrivant la capacité des MOF à se dilater et à se contracter en fonction des molécules qu'ils adsorbent, à l'instar des poumons humains.
Jeune étudiant diplômé et futur professeur, Yaghi s'interrogeait sur les raisons pour lesquelles la chimie des matériaux se limitait à la méthode « secouer et cuire ». De là lui est venue l'idée d'« assembler » des blocs moléculaires comme les pièces d'un puzzle pour créer un réseau cristallin selon un plan précis.
Cette réflexion a jeté les bases de la « chimie réticulaire », et c'est lui qui a inventé le terme MOF pour désigner ce nouveau matériau. Il a également développé des modèles théoriques et créé le MOF-5, un matériau devenu classique, caractérisé par une surface spécifique très importante et une grande stabilité.
Après des nuits blanches au laboratoire, des cristaux fissurés et d'innombrables échecs, M. Robson a posé les fondements des MOF. M. Kitagawa a démontré leur porosité flexible, et M. Yaghi a systématisé les méthodes et le vocabulaire pour aider la communauté scientifique à étendre leurs applications à la production industrielle et au monde vivant.
Bien que travaillant séparément sur trois continents, ces trois géants de la chimie sont collègues et amis proches depuis des décennies, et leurs recherches respectives se complètent depuis 1989.
Olof Ramström, membre du comité Nobel de chimie, a comparé leur découverte au « sac magique d'Hermione Granger » dans les livres Harry Potter, petit à l'extérieur mais assez grand pour contenir un monde entier à l'intérieur.
Ces premières années et décennies de recherche ont abouti aujourd'hui au prestigieux prix Nobel. L'histoire de la MOF ne fait bien sûr que commencer.
(a) Processus de formation des MOF ; (b) Processus d’adsorption de gaz ou d’autres substances sur les MOF – Données : SPRINGER ; Données : TV
Du laboratoire à la vie
Les MOF sont aujourd'hui largement utilisés dans la production et la vie quotidienne. Outre les applications mentionnées par le Comité Nobel, ce matériau peut également stocker les émissions de CO₂ pour les convertir en produits organiques utiles, libérer des médicaments dans l'organisme, catalyser des réactions chimiques et même ralentir la maturation des fruits en piégeant l'éthylène.
Ces exemples montrent que les MOF ne sont pas seulement des matériaux poreux « intéressants » pour la recherche fondamentale, mais aussi d'importantes plateformes technologiques pour l'énergie, l'environnement et la biomédecine, contribuant à améliorer la qualité de vie.
Au Vietnam, de nombreux groupes de recherche universitaires et scientifiques ont utilisé les MOF en catalyse, en stockage de gaz et en libération de médicaments. Cela témoigne du fait que les scientifiques vietnamiens suivent de près les tendances technologiques de pointe.
Dans les prochaines années, les MOF seront introduits dans des procédés semi-industriels, intégrés dans des équipements de collecte d'eau, de capture de CO₂, dans des colonnes d'adsorption et dans des membranes de filtration fine.
On prévoit que dans les 5 à 10 prochaines années, il sera possible de concevoir des MOF à la demande pour le stockage sûr de l'hydrogène, la séparation moléculaire sélective, la détection environnementale très sensible et la catalyse chimique verte – réduisant ainsi les coûts énergétiques, les émissions et ouvrant la voie à une nouvelle génération de marchés de matériaux de charpente.
Avec le développement rapide de l'intelligence artificielle, il n'est pas impossible que l'IA favorise la création de MOF à forte valeur applicative dans de nombreux autres domaines.
Le professeur Omar Yaghi et son empreinte à l'Université nationale Vajpayee d'Hô-Chi-Minh-
Le professeur Yaghi a visité le campus de l'université VNU-HCM en 2010 - Photo : DPCC
Durant ses 30 années d'existence et de développement, l'Université nationale de Visvesvaraya d'Hô-Chi-Minh-Ville a toujours bénéficié du précieux soutien de nombreux experts et scientifiques internationaux – des amis sincères et dévoués qui ont apporté de précieux enseignements en matière de gestion, de recherche et d'innovation.
En particulier, le professeur Omar M. Yaghi (Université de Californie à Berkeley - UCB), le plus grand scientifique mondial sur les réseaux métallo-organiques (MOF), a laissé une empreinte profonde à VNU-HCM.
Avec un style de travail rigoureux mais stimulant, le professeur contribue non seulement à l'obtention de nombreux résultats concrets, mais aussi à la transformation de la culture de la recherche scientifique et de la conscience de l'établissement.
De ce processus de coopération, l'Université nationale de Visvesvaraya – Hô Chi Minh-Ville a tiré de précieux enseignements : Discipline et passion : Le travail scientifique exige sérieux, passion intense et rigueur méthodologique en laboratoire ; Excellence : Toutes les recherches doivent répondre aux normes internationales et être publiées uniquement dans les revues les plus prestigieuses ; Talent et conditions : Les chercheurs doivent bénéficier du soutien de directeurs de recherche de premier plan, de conditions de recherche adéquates et d'une rémunération à la hauteur de leur valeur sur le marché ; Applicabilité : Même s'il s'agit de recherche fondamentale, elle doit viser l'application pratique et l'obtention de financements – un objectif que le professeur Yaghi a lui-même atteint avec l'Université nationale de Visvesvaraya – Hô Chi Minh-Ville ; Humanité et rigueur : Une expertise pointue alliée à une grande bienveillance, une disponibilité et une volonté constante de partager.
En 2022, le professeur Omar M. Yaghi a reçu le prix VinFuture, mais ce qui importe le plus, ce sont les valeurs qu'il a laissées derrière lui : la formation de la jeune génération de scientifiques, la création de centres d'excellence (CoE) et la diffusion de l'esprit de recherche professionnelle et du dévouement à la connaissance.
Professeur agrégé, Dr PHAN THANH BINH (ancien directeur de l'Université nationale de Vilnius à Hô Chi Minh-Ville)
Source : https://tuoitre.vn/nobel-hoa-hoc-2025-tu-do-choi-xep-hinh-den-vat-lieu-the-ky-20251008222351112.htm
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