रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार 2025: 'पहेली खिलौने' से सदी की सामग्री तक

रसायन विज्ञान में 2025 का नोबेल पुरस्कार तीन वैज्ञानिकों को दिया गया है, जिन्होंने धातु-कार्बनिक ढांचे (एमओएफ) के विकास का बीड़ा उठाया है - क्रांतिकारी छिद्रयुक्त पदार्थ, जिसके व्यापक संभावित अनुप्रयोग हैं, जैसे रेगिस्तान में पानी को रोकना, CO₂ का भंडारण करना और शरीर में दवा पहुंचाना।

स्टॉकहोम में रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज में 8 अक्टूबर को घोषणा समारोह के दौरान रसायन विज्ञान में 2025 के नोबेल पुरस्कार जीतने वाले तीन वैज्ञानिकों को एक स्क्रीन पर दिखाया गया है। - फोटो: रॉयटर्स

8 अक्टूबर को स्टॉकहोम (स्वीडन) में तीन वैज्ञानिकों सुसुमु कितागावा (74 वर्ष, क्योटो विश्वविद्यालय - जापान), रिचर्ड रॉबसन (88 वर्ष, मेलबर्न विश्वविद्यालय - ऑस्ट्रेलिया) और उमर एम. याघी (60 वर्ष, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय - बर्कले, अमेरिका) को रसायन विज्ञान में 117वां नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया।

उनकी उपलब्धियां बौद्धिक महत्वाकांक्षा, अनुसंधान दृढ़ता और सीमा पार वैज्ञानिक सहयोग की शक्ति की एक सुंदर कहानी बताती हैं।

बहुउद्देश्यीय फोम सामग्री अनुप्रयोग

इस विजयी कार्य को "धातु-कार्बनिक ढाँचों का विकास" (MOFs) कहा गया है। इस संरचना में, धातु आयन आधार के रूप में कार्य करते हैं, जो कार्बन मूलकों वाले लंबे कार्बनिक अणुओं से जुड़े होते हैं। यह संयोजन बड़ी गुहाओं वाले क्रिस्टल बनाता है - अद्वितीय गुणों वाले छिद्रयुक्त पदार्थ।

निर्माण खंडों में बदलाव करके, रसायनज्ञ विशिष्ट पदार्थों को पकड़ने और संग्रहीत करने, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने, या बिजली का संचालन करने के लिए MOFs को डिजाइन कर सकते हैं।

पुरस्कार समारोह में रसायन विज्ञान के लिए नोबेल समिति के अध्यक्ष हेनर लिंके ने कहा, "धातु-कार्बनिक ढांचे में अपार संभावनाएं हैं, जो कई नए कार्यों के साथ अनुकूलित सामग्री बनाने के अभूतपूर्व अवसर खोलती हैं।"

तीन वैज्ञानिकों की अग्रणी खोजों से, शोधकर्ताओं ने हजारों विभिन्न प्रकार के एमओएफ विकसित किए हैं, जिससे विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए अनगिनत दिशाएं खुल गई हैं।

कहानी 1989 में शुरू होती है, जब मेलबर्न विश्वविद्यालय (ऑस्ट्रेलिया) के प्रोफेसर रिचर्ड रॉबसन ने रासायनिक संरचनाएं बनाने का एक नया तरीका खोजने की कोशिश की।

उन्होंने धनावेशित ताँबे के आयनों को एक चतुर्भुज अणु के साथ संयोजित किया, जिसमें एक रासायनिक समूह था जो प्रत्येक भुजा के सिरे पर ताँबे के आयनों को आकर्षित करता था। परिणामस्वरूप, एक व्यवस्थित, खुले स्थान वाली संरचना वाला एक क्रिस्टल प्राप्त हुआ, जो हीरे की तरह अनगिनत गुहाओं से युक्त था।

इसके बाद रॉबसन और उनके सहयोगियों ने एक खोखला समन्वय नेटवर्क बनाने के लिए "रॉड-नोड" सिद्धांत विकसित किया, जिससे वांछित आकार में धातु-कार्बनिक ढाँचे डिज़ाइन करने का मार्ग प्रशस्त हुआ। हालाँकि, प्रारंभिक संरचनाएँ अस्थिर और ढहने की संभावना वाली थीं, जो प्रारंभिक चरण में सबसे बड़ी बाधा थी।

एक ही सफलता में तीन महाद्वीप

हालाँकि, दो वैज्ञानिकों, सुसुमु कितागावा और उमर यागी ने इस पद्धति को एक ठोस आधार दिया। 1992 से 2003 तक, उन्होंने कई क्रांतिकारी खोजें कीं।

क्योटो विश्वविद्यालय (जापान) में प्रोफेसर कितागावा ने 1997 से पहले प्रचलित धारणा को पलट दिया था कि यदि खोखले कार्बनिक क्रिस्टल के अन्दर कुछ नहीं होगा तो वे ढह जायेंगे।

उन्होंने प्रदर्शित किया कि कार्बनिक-धातु संकर बनाना संभव है जो छिद्रयुक्त और मज़बूत दोनों हों, और गैसें इन संरचनाओं के अंदर और बाहर प्रवाहित हो सकें। उन्होंने "श्वास लेने वाले MOF" शब्द का भी आविष्कार किया, जो MOF की उन अणुओं के प्रति प्रतिक्रिया में फैलने और सिकुड़ने की क्षमता का वर्णन करता है जिन्हें वे अवशोषित करते हैं, बिल्कुल मानव फेफड़ों की तरह।

एक युवा स्नातक छात्र और भावी प्रोफ़ेसर के रूप में, याघी को आश्चर्य हुआ कि पदार्थ रसायन विज्ञान सिर्फ़ "शेक एंड बेक" तक ही सीमित क्यों है। यहीं से, उन्हें डिज़ाइन के अनुसार क्रिस्टल जाली बनाने के लिए आणविक ब्लॉकों को एक पहेली की तरह "सिलाई" करने का विचार आया।

यह सोच "रेटिकुलर केमिस्ट्री" का आधार बनी, और उन्होंने ही इस नए पदार्थ के लिए MOF नाम गढ़ा। उन्होंने सैद्धांतिक डिज़ाइन भी विकसित किए और विशाल सतह क्षेत्र और उच्च स्थिरता वाले क्लासिक पदार्थ MOF-5 का निर्माण किया।

प्रयोगशाला में रातों की नींद हराम करने, टूटे हुए क्रिस्टल और अनगिनत असफलताओं के बाद, श्री रॉबसन ने एमओएफ की नींव रखी। श्री कितागावा ने लचीली सरंध्रता का प्रदर्शन किया, और श्री याघी ने वैज्ञानिक समुदाय को विनिर्माण और जीवन में इसके अनुप्रयोगों का विस्तार जारी रखने में मदद करने के लिए विधियों और भाषा को व्यवस्थित किया।

यद्यपि तीन महाद्वीपों पर अलग-अलग काम करते हुए भी रसायन विज्ञान के ये तीन दिग्गज दशकों से सहकर्मी और घनिष्ठ मित्र रहे हैं, तथा 1989 से एक-दूसरे के अनुसंधान में सफलताओं के पूरक रहे हैं।

नोबेल रसायन समिति के सदस्य ओलोफ रामस्ट्रोम ने अपनी खोज की तुलना हैरी पॉटर की किताबों में वर्णित "हरमाइन ग्रेंजर के जादुई थैले" से की, जो बाहर से तो छोटा था, लेकिन उसके अंदर पूरी दुनिया समा सकती थी।

उन शुरुआती वर्षों और दशकों के शोध का परिणाम आज प्रतिष्ठित नोबेल पुरस्कार के रूप में सामने आया है। बेशक, वित्त मंत्रालय की कहानी अभी शुरू ही हुई है।

(क) एमओएफ निर्माण प्रक्रिया; (ख) एमओएफ में गैस या अन्य पदार्थों का अवशोषण प्रक्रिया - डेटा: स्प्रिंगर; डेटा: टीवी

प्रयोगशाला से जीवन तक

एमओएफ का अब उत्पादन और दैनिक जीवन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। नोबेल समिति द्वारा उल्लिखित उपयोगों के अलावा, यह पदार्थ CO₂ उत्सर्जन को संग्रहीत करके उन्हें उपयोगी जैविक उत्पादों में परिवर्तित कर सकता है, शरीर में दवाइयाँ छोड़ सकता है, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित कर सकता है, और यहाँ तक कि एथिलीन को रोककर फलों के पकने की प्रक्रिया को धीमा भी कर सकता है।

ये उदाहरण दर्शाते हैं कि एमओएफ न केवल बुनियादी अनुसंधान के लिए "अच्छी" छिद्रयुक्त सामग्री है, बल्कि ऊर्जा, पर्यावरण और जैवचिकित्सा के लिए महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकीय प्लेटफॉर्म भी है, जो जीवन की गुणवत्ता में सुधार करने में योगदान देता है।

वियतनाम में, विश्वविद्यालयों और वैज्ञानिक संस्थानों के कई शोध समूहों ने उत्प्रेरण, गैस भंडारण और औषधि विमोचन में एमओएफ का प्रयोग किया है। इससे पता चलता है कि घरेलू वैज्ञानिक उन्नत प्रौद्योगिकी के रुझानों के साथ कदमताल मिला रहे हैं।

अगले कुछ वर्षों में, एमओएफ को अर्ध-औद्योगिक प्रक्रियाओं में शामिल किया जाएगा, तथा जल संचयन उपकरण, CO₂ कैप्चर, अवशोषण स्तंभों और सूक्ष्म निस्पंदन झिल्लियों में एकीकृत किया जाएगा।

यह आशा की जाती है कि अगले 5-10 वर्षों में, सुरक्षित हाइड्रोजन भंडारण, चयनात्मक आणविक पृथक्करण, अत्यधिक संवेदनशील पर्यावरणीय संवेदन और हरित रासायनिक उत्प्रेरण की मांग के अनुसार MOFs को डिजाइन किया जा सकेगा - जिससे ऊर्जा लागत में कमी आएगी, उत्सर्जन में कटौती होगी और फ्रेमवर्क सामग्री बाजारों की एक नई पीढ़ी खुलेगी।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता के तीव्र विकास के साथ, यह असंभव नहीं है कि एआई कई अन्य क्षेत्रों में उच्च अनुप्रयोग मूल्य वाले एमओएफ के निर्माण को बढ़ावा देगा।

प्रोफेसर उमर यागी और वीएनयू-एचसीएम में उनकी छाप

प्रोफेसर याघी ने 2010 में वीएनयू-एचसीएम परिसर का दौरा किया - फोटो: डीपीसीसी

स्थापना और विकास के 30 वर्षों के दौरान, वीएनयू-एचसीएम को हमेशा कई अंतरराष्ट्रीय विशेषज्ञों और वैज्ञानिकों से मूल्यवान साथ मिला है - ईमानदार और समर्पित मित्र जिन्होंने प्रबंधन, अनुसंधान और नवाचार में महान सबक सिखाए हैं।

विशेष रूप से, धातु-कार्बनिक ढांचे (एमओएफ) पर दुनिया के अग्रणी वैज्ञानिक प्रोफेसर उमर एम. याघी (कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले - यूसीबी) ने वीएनयू-एचसीएम पर गहरी छाप छोड़ी है।

सख्त लेकिन प्रेरणादायक कार्यशैली के साथ, प्रोफेसर न केवल कई विशिष्ट परिणाम प्राप्त करने में मदद करते हैं, बल्कि स्कूल की जागरूकता और वैज्ञानिक अनुसंधान संस्कृति को नया रूप देने में भी योगदान देते हैं।

सहयोग प्रक्रिया से, वीएनयू-एचसीएम ने मूल्यवान सबक सीखे हैं: अनुशासन और जुनून: वैज्ञानिक कार्य के लिए गंभीरता, तीव्र जुनून और मानक प्रयोगशाला अनुशासन की आवश्यकता होती है; उत्कृष्ट गुणवत्ता : सभी शोध को अंतरराष्ट्रीय मानकों को पूरा करना चाहिए, केवल सबसे प्रतिष्ठित पत्रिकाओं में प्रकाशित होना चाहिए; प्रतिभा और उपचार: वैज्ञानिकों को अग्रणी सलाहकारों, पर्याप्त शोध स्थितियों और "बाजार मूल्य" के अनुरूप व्यवस्था का समर्थन प्राप्त होना चाहिए; प्रयोज्यता: भले ही यह बुनियादी शोध है, फिर भी इसका लक्ष्य आवेदन करने और धन आकर्षित करने की क्षमता होना चाहिए - ऐसा कुछ जो प्रोफेसर यागी ने स्वयं वीएनयू-एचसीएम के साथ सीधे तौर पर किया है; मानवता और कठोरता: विशेषज्ञता में सख्त लेकिन फिर भी दयालु, करीबी और हमेशा साझा करने के लिए तैयार।

2022 में, प्रोफेसर उमर एम. याघी को विनफ्यूचर पुरस्कार से सम्मानित किया गया, लेकिन अधिक महत्व उनके द्वारा छोड़े गए मूल्यों का है - वैज्ञानिकों की युवा पीढ़ी को प्रशिक्षित करने से लेकर, उत्कृष्टता केंद्रों (सीओई) का निर्माण करने, पेशेवर अनुसंधान और ज्ञान के प्रति समर्पण की भावना का प्रसार करने तक।

एसोसिएट प्रोफेसर, डॉ. फान थान बिन्ह (वीएनयू-एचसीएम के पूर्व निदेशक)

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एसोसिएट प्रोफेसर, डॉ. गुयेन थान विन्ह - लिली गुयेन

स्रोत: https://tuoitre.vn/nobel-hoa-hoc-2025-tu-do-choi-xep-hinh-den-vat-lieu-the-ky-20251008222351112.htm