Pada sore hari tanggal 8 Oktober, Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia mengumumkan bahwa Hadiah Nobel Kimia 2025 diberikan kepada tiga ilmuwan, Susumu Kitagawa, Richard Robson, dan Omar M. Yaghi, atas kontribusi perintis mereka dalam pengembangan kerangka logam-organik (MOF).
Potret tiga ilmuwan yang memenangkan Hadiah Nobel Kimia 2025.
Menurut Majelis Nobel, ini merupakan titik balik bagi pembentukan bahasa ilmu material yang sepenuhnya baru. Logam dan senyawa organik terhubung secara rumit membentuk jaringan berpori yang mampu menyimpan, memisahkan, dan mengubah molekul—sebuah arah yang dianggap revolusioner dalam teknologi energi, lingkungan, dan kimia modern.
Kombinasi ajaib logam dan organik
Rangka logam-organik merupakan struktur kristal yang terbuat dari ion logam atau gugus logam yang terhubung dengan penghubung organik dalam struktur berulang yang teratur, membentuk jaringan tiga dimensi.
Di antara simpul logam dan molekul pengikat, terdapat rongga besar, yang membuat material ini sangat berpori. Tidak seperti material padat tradisional, luas permukaan kerangka logam-organik dapat mencapai ribuan meter persegi per gram.
Struktur berongga di dalam rangka logam-organik (Foto: MOF Technologies).
Berbicara kepada majalah Chemistry World pada tahun 2017, Profesor Omar Yaghi mengatakan bahwa porositas beberapa MOF dapat mencapai 10.000 m²/gram (10 kali lebih besar daripada material berpori lainnya), dan satu gram MOF dapat memiliki luas permukaan internal yang setara dengan sekitar dua lapangan sepak bola Amerika. Karakteristik inilah yang memberi MOF kemampuan untuk menyerap, menyimpan, atau memisahkan molekul secara terkendali, jauh lebih unggul daripada material berpori lainnya seperti zeolit atau silika.
Menurut Komite Nobel, ini adalah "material dengan porositas yang belum pernah ada sebelumnya di alam, namun tetap mempertahankan stabilitas dan keberlanjutan struktur kristalnya." Berkat kemampuan menggabungkan fleksibilitas senyawa organik dengan daya tahan logam, kerangka logam-organik telah menjadi salah satu penemuan terpenting dalam kimia abad ke-21.
Dari ide hingga revolusi ilmiah
Pengembangan kerangka logam-organik merupakan kisah yang berlangsung lebih dari tiga dekade, dimulai dengan percobaan pertama Richard Robson di Universitas Melbourne (Australia) pada akhir tahun 1980-an.
Ia memelopori konstruksi kerangka logam-organik pertama, menyadari bahwa ikatan ion logam dengan molekul organik dapat menciptakan struktur kristal yang meluas dalam satu, dua, atau tiga dimensi. Namun, material-material awal ini seringkali tidak stabil dan runtuh ketika terpapar pelarut atau suhu tinggi.
Ion logam dan molekul organik dikombinasikan secara hati-hati untuk membentuk struktur yang mirip dengan kerangka tetrahedral metalik (Gambar: Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia).
Pada pertengahan 1990-an, Susumu Kitagawa, yang saat itu berada di Universitas Kyoto, telah menunjukkan bahwa gas dapat menembus dan bergerak di dalam kerangka kristal logam-organik yang ia ciptakan. Ini merupakan terobosan besar, yang untuk pertama kalinya menunjukkan bahwa material padat dapat berinteraksi secara dinamis dengan lingkungannya.
Pada periode ini pula, Omar M. Yaghi, seorang ahli kimia muda Amerika, mengembangkan metode sintesis yang menghasilkan kerangka logam-organik yang stabil dan stabil secara termal dengan struktur yang terdefinisi secara presisi. Ia meletakkan dasar bagi konsep "kimia retikuler" – sebuah pendekatan yang memungkinkan penggabungan blok-blok penyusun molekul secara sengaja untuk membentuk kisi-kisi kristal dengan sifat-sifat yang telah ditentukan sebelumnya.
Struktur material yang stabil, MOF-5 - yang diciptakan oleh Yaghi - memiliki ruang kubik (Gambar: Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia).
Berkat kontribusi tiga ilmuwan, bidang penelitian baru ini telah berkembang menjadi arah independen dalam kimia material modern, dengan puluhan ribu struktur kerangka logam-organik yang disintesis dan diterapkan di banyak bidang teknologi tinggi.
Aplikasi yang diperluas dari penemuan abad ini
Penelitian ini menunjukkan bahwa, berkat sifatnya yang “berpori namun kuat”, kerangka logam-organik dapat menjalankan banyak peran yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan oleh material padat.
Siaran pers Komite Nobel menyatakan bahwa kerangka logam-organik dapat digunakan untuk menyerap dan menyimpan CO₂ dalam struktur berporinya, sehingga membantu mengurangi emisi gas rumah kaca. Beberapa kerangka logam-organik dapat menangkap uap air dari udara gurun yang kering, hanya menggunakan kelembapan alami udara, dan mengubah energi matahari menjadi air bersih. Teknologi ini dianggap sangat berguna untuk daerah-daerah dengan sumber daya air yang terbatas.
Berkat luas permukaan dan selektivitasnya yang tinggi, MOF juga digunakan untuk menyaring senyawa organik yang mudah menguap, menghilangkan logam berat atau bahan kimia beracun dari air limbah, dan memisahkan gas mulia seperti helium atau hidrogen. Para ilmuwan kini sedang mengeksplorasi kerangka logam-organik untuk penyimpanan energi, terutama hidrogen dan metana – dua bahan bakar bersih yang potensial.
Anggota laboratorium penelitian Yaghi (Foto: Universitas California, Berkeley).
Patut dicatat bahwa Profesor Omar Yaghi juga memenangkan VinFuture Prize pada tahun 2021, dalam kategori “Inovator dengan Prestasi Luar Biasa di Bidang yang Berkembang” (ilmuwan yang meneliti bidang baru).
Penelitian tentang MOF juga dianggap sebagai arah pembangunan potensial bagi Vietnam, karena negara tersebut sedang mempromosikan transformasi hijau dan mengembangkan material canggih untuk industri energi, lingkungan, dan biomedis.
Melalui program seperti VinFuture InnovaConnect, ilmuwan Vietnam memiliki kesempatan untuk terhubung langsung dengan komunitas penelitian internasional, memperluas kerja sama di bidang-bidang yang sedang berkembang seperti MOF, baterai generasi berikutnya, atau penangkapan karbon.
Profesor Omar Yaghi pada Upacara Penganugerahan Penghargaan VinFuture yang pertama.
Saat pengumuman Hadiah Nobel 2025, Profesor Heiner Linke, Ketua Komite Nobel Kimia, mengatakan:
“Kerangka logam-organik memiliki potensi yang sangat besar, membuka peluang yang belum pernah ada sebelumnya untuk menciptakan material rekayasa dengan sifat yang disesuaikan untuk tujuan baru.”
Bahan-bahan ini menjanjikan untuk membantu memecahkan tantangan global seperti polusi udara, perubahan iklim, kekurangan air bersih, dan penyimpanan energi terbarukan – masalah yang dihadapi umat manusia di abad ke-21.
Pesan dari Hadiah Nobel Kimia 2025
Hadiah Nobel Kimia 2025 tidak hanya menghormati tiga ilmuwan luar biasa, tetapi juga mengirimkan pesan yang mendalam, sebuah cara berpikir baru dalam ilmu material: "kekosongan" bukan lagi sekadar kekosongan yang tak berarti, tetapi penuh dengan potensi.
Dari perspektif ilmiah, penemuan kerangka logam-organik merupakan pergeseran dari penemuan material ke penciptaan material baru. Manusia tidak lagi sepenuhnya bergantung pada alam, tetapi dapat merancang material baru dengan struktur dan fungsi untuk tujuan tertentu.
Pengaruh kerangka logam-organik tidak berhenti pada aplikasi saat ini, tetapi juga membuka jalan bagi pengembangan generasi baru material, seperti: Kerangka Organik Kovalen (COF) dan Kerangka Imidazolat Zeolitik (ZIF) - dengan kemampuan yang serupa, atau bahkan lebih unggul, di masa mendatang.
Banyak jenis struktur MOF lainnya telah disintesis, masing-masing memiliki fungsinya sendiri (Foto: Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia).
Dari laboratorium kecil tempat kristal pertama ditumbuhkan, hingga visi sistem material yang dapat menyaring gas beracun, "memeras air" dari udara, dan menyimpan energi, perjalanan untuk mengembangkan kerangka logam-organik menggambarkan semangat sains modern: inovasi, kolaborasi interdisipliner, dan dorongan untuk nilai berkelanjutan.
Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vat-lieu-rong-chia-khoa-giup-cac-nha-khoa-hoc-gianh-nobel-hoa-hoc-2025-20251009215157748.htm
![[Foto] Sekretaris Jenderal To Lam menghadiri pembukaan Kongres Partai Pemerintah ke-1](https://vphoto.vietnam.vn/thumb/1200x675/vietnam/resource/IMAGE/2025/10/13/1760321055249_ndo_br_cover-9284-jpg.webp)
Komentar (0)