Prêmio Nobel de Química 2025: De 'brinquedo de quebra-cabeça' a material do século

O Prêmio Nobel de Química de 2025 foi concedido a três cientistas que foram pioneiros no desenvolvimento de estruturas metal-orgânicas (MOFs) — materiais porosos revolucionários com ampla gama de aplicações potenciais, desde a captura de água em desertos e armazenamento de CO₂ até a administração de medicamentos no corpo.

Uma tela exibe os três cientistas que ganharam o Prêmio Nobel de Química de 2025 durante a cerimônia de anúncio na Real Academia Sueca de Ciências, em Estocolmo, em 8 de outubro - Foto: REUTERS

Em 8 de outubro, em Estocolmo (Suécia), três cientistas Susumu Kitagawa (74 anos, Universidade de Kyoto - Japão), Richard Robson (88 anos, Universidade de Melbourne - Austrália) e Omar M. Yaghi (60 anos, Universidade da Califórnia - Berkeley, EUA) foram agraciados com o 117º Prêmio Nobel de Química.

Suas conquistas contam uma bela história de ambição intelectual, perseverança em pesquisa e o poder da colaboração científica transfronteiriça.

Aplicação de material de espuma multiuso

O trabalho vencedor intitula-se "Desenvolvimento de estruturas metal-orgânicas" (MOFs). Nessa estrutura, íons metálicos atuam como base, ligados a longas moléculas orgânicas contendo radicais de carbono. Essa combinação cria cristais com grandes cavidades — materiais porosos com propriedades únicas.

Ajustando os blocos de construção, os químicos podem projetar MOFs para capturar e armazenar substâncias específicas, promover reações químicas ou conduzir eletricidade.

"Estruturas metal-orgânicas têm um potencial enorme, abrindo oportunidades sem precedentes para a criação de materiais personalizados com muitas funções novas", disse Heiner Linke, presidente do Comitê Nobel de Química, na cerimônia de premiação.

A partir das descobertas pioneiras de três cientistas, pesquisadores desenvolveram dezenas de milhares de tipos diferentes de MOFs, abrindo inúmeras direções para a ciência e a tecnologia.

A história começa em 1989, quando o professor Richard Robson, da Universidade de Melbourne (Austrália), tentou explorar uma nova maneira de criar estruturas químicas.

Ele combinou íons de cobre carregados positivamente com uma molécula de quatro braços que possuía um grupo químico que atraía íons de cobre na ponta de cada braço. O resultado foi um cristal com uma estrutura ordenada e aberta, como um diamante contendo inúmeras cavidades.

Robson e seus colegas desenvolveram então o princípio "haste-nó" para criar uma rede de coordenação oca, abrindo caminho para o projeto de estruturas metal-orgânicas no formato desejado. No entanto, as estruturas iniciais eram instáveis ​​e propensas ao colapso, o que representou o maior obstáculo na fase inicial.

Três continentes em um avanço

No entanto, dois cientistas, Susumu Kitagawa e Omar Yaghi, deram a esse método uma base sólida. De 1992 a 2003, eles fizeram uma série de descobertas revolucionárias.

Na Universidade de Kyoto (Japão), o professor Kitagawa derrubou a noção popular antes de 1997 de que cristais orgânicos ocos entrariam em colapso se não houvesse nada dentro deles.

Ele demonstrou que era possível criar híbridos orgânicos-metálicos que fossem porosos e resistentes, e que gases podiam fluir para dentro e para fora dessas estruturas. Ele também cunhou o termo "MOFs respiratórios", descrevendo a capacidade dos MOFs de se expandir e contrair em resposta às moléculas que adsorvem, de forma semelhante aos pulmões humanos.

Como um jovem estudante de pós-graduação e futuro professor, Yaghi se perguntou por que a química dos materiais se limitava a "agitar e assar". A partir daí, ele teve a ideia de "costurar" blocos moleculares como um quebra-cabeça para criar uma estrutura cristalina de acordo com o projeto.

Esse pensamento tornou-se a base da "química reticular", e foi ele quem cunhou o nome MOF para o novo material. Ele também desenvolveu projetos teóricos e criou o material clássico MOF-5, com sua enorme área de superfície e alta estabilidade.

Após noites sem dormir no laboratório, cristais rachados e inúmeras falhas, o Sr. Robson lançou as bases para os MOFs. O Sr. Kitagawa demonstrou a porosidade flexível, e o Sr. Yaghi sistematizou os métodos e a linguagem para ajudar a comunidade científica a continuar expandindo suas aplicações na indústria e na vida.

Embora trabalhem separadamente em três continentes, esses três gigantes da química são colegas e amigos próximos há décadas, complementando os avanços de pesquisa uns dos outros desde 1989.

Olof Ramström, membro do Comitê Nobel de Química, comparou a descoberta à "bolsa mágica de Hermione Granger" nos livros de Harry Potter, pequena por fora, mas grande o suficiente para conter um mundo inteiro dentro.

Esses primeiros anos e décadas de pesquisa resultaram no prestigioso Prêmio Nobel de hoje. A história do MOF, é claro, está apenas começando.

(a) Processo de formação de MOF; (b) Processo de adsorção de gás ou outras substâncias em MOF - Dados: SPRINGER; Dados: TV

Do laboratório para a vida

Os MOFs são amplamente utilizados na produção e na vida cotidiana. Além dos usos mencionados pelo Comitê Nobel, este material também pode armazenar emissões de CO₂ para convertê-las em produtos orgânicos úteis, liberar medicamentos no corpo, catalisar reações químicas e até mesmo retardar o processo de amadurecimento de frutas, retendo etileno.

Esses exemplos mostram que os MOFs não são apenas materiais porosos "bons" para pesquisa básica, mas também plataformas tecnológicas importantes para energia, meio ambiente e biomedicina, contribuindo para melhorar a qualidade de vida.

No Vietnã, muitos grupos de pesquisa em universidades e institutos científicos têm aplicado MOFs em catálise, armazenamento de gás e liberação de fármacos. Isso demonstra que os cientistas nacionais estão acompanhando as tendências tecnológicas avançadas.

Nos próximos anos, os MOFs serão introduzidos em processos semi-industriais, integrados em equipamentos de coleta de água, captura de CO₂, colunas de adsorção e membranas de filtração fina.

Espera-se que nos próximos 5 a 10 anos, MOFs possam ser projetados sob demanda para armazenamento seguro de hidrogênio, separação molecular seletiva, detecção ambiental altamente sensível e catálise química verde – reduzindo custos de energia, cortando emissões e abrindo uma nova geração de mercados de materiais de estrutura.

Com o rápido desenvolvimento da inteligência artificial, não é impossível que a IA promova a criação de MOFs com alto valor de aplicação em muitos outros campos.

Professor Omar Yaghi e sua marca na VNU-HCM

O professor Yaghi visitou o campus da VNU-HCM em 2010 - Foto: DPCC

Durante 30 anos de criação e desenvolvimento, a VNU-HCM sempre recebeu a companhia valiosa de muitos especialistas e cientistas internacionais - amigos sinceros e dedicados que trouxeram grandes lições em gestão, pesquisa e inovação.

Em particular, o professor Omar M. Yaghi (Universidade da Califórnia, Berkeley - UCB), o principal cientista mundial em estruturas metal-orgânicas (MOFs), deixou uma marca profunda na VNU-HCM.

Com um estilo de trabalho rigoroso, mas inspirador, o professor não apenas ajuda a alcançar muitos resultados específicos, mas também contribui para remodelar a conscientização e a cultura de pesquisa científica da escola.

Do processo de cooperação, a VNU-HCM extraiu lições valiosas: Disciplina e paixão: O trabalho científico exige seriedade, paixão intensa e disciplina laboratorial padrão; Qualidade excepcional : Toda pesquisa deve atender aos padrões internacionais, publicada apenas nos periódicos de maior prestígio; Talento e tratamento: Os cientistas devem ser apoiados por consultores líderes, condições de pesquisa adequadas e um regime compatível com o "valor de mercado"; Aplicabilidade: Embora seja uma pesquisa básica, ela ainda deve ter como objetivo a capacidade de aplicar e atrair financiamento - algo que o próprio Professor Yaghi fez diretamente com a VNU-HCM; Humanidade e rigor: Rigor na especialização, mas ainda gentil, próximo e sempre pronto para compartilhar.

Em 2022, o professor Omar M. Yaghi recebeu o Prêmio VinFuture, mas o maior significado são os valores que ele deixou para trás — desde o treinamento da geração mais jovem de cientistas, a construção de Centros de Excelência (CoE) até a disseminação do espírito de pesquisa profissional e dedicação ao conhecimento.

Professor Associado, Dr. PHAN THANH BINH (antigo Diretor do VNU-HCM)

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Professor Associado, Dr.

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