En skärm visar de tre forskarna som vann Nobelpriset i kemi 2025 under tillkännagivandeceremonin vid Kungliga Vetenskapsakademien i Stockholm den 8 oktober - Foto: REUTERS
Den 8 oktober i Stockholm (Sverige) tilldelades tre forskare, Susumu Kitagawa (74 år, Kyotouniversitetet i Japan), Richard Robson (88 år, Melbourneuniversitetet i Australien) och Omar M. Yaghi (60 år, University of California i Berkeley, USA), det 117:e Nobelpriset i kemi.
Deras prestationer berättar en vacker historia om intellektuell ambition, forskningsuthållighet och kraften i gränsöverskridande vetenskapligt samarbete.
Applikation för multifunktionellt skummaterial
Det vinnande arbetet heter "Utveckling av metallorganiska ramverk" (MOF). I denna struktur fungerar metalljoner som grund, kopplade till långa organiska molekyler som innehåller kolradikaler. Denna kombination skapar kristaller med stora hålrum – porösa material med unika egenskaper.
Genom att justera byggstenarna kan kemister designa MOF:er för att fånga och lagra specifika ämnen, främja kemiska reaktioner eller leda elektricitet.
”Metallorganiska ramverk har enorm potential och öppnar upp för exempellösa möjligheter att skapa anpassade material med många nya funktioner”, sa Heiner Linke, ordförande för Nobelkommittén för kemi, vid prisutdelningen.
Från tre forskares banbrytande upptäckter har forskare utvecklat tiotusentals olika typer av MOF:er, vilket öppnat upp otaliga riktningar för vetenskap och teknik.
Historien börjar 1989, när professor Richard Robson vid University of Melbourne (Australien) försökte utnyttja ett nytt sätt att skapa kemiska strukturer.
Han kombinerade positivt laddade kopparjoner med en fyrarmad molekyl som hade en kemisk grupp som attraherade kopparjoner i spetsen av varje arm. Resultatet blev en kristall med en ordnad, öppen struktur, likt en diamant innehållande otaliga hålrum.
Robson och hans kollegor utvecklade sedan "stav-nod"-principen för att skapa ett ihåligt koordinationsnätverk, vilket banade väg för att utforma metallorganiska ramverk i önskad form. De ursprungliga strukturerna var dock instabila och benägna att kollapsa, vilket var det största hindret i det inledande skedet.
Tre kontinenter i ett genombrott
Två forskare, Susumu Kitagawa och Omar Yaghi, gav dock denna metod en solid grund. Från 1992 till 2003 gjorde de en rad revolutionerande upptäckter.
Vid Kyotouniversitetet (Japan) kullkastade professor Kitagawa den populära uppfattningen före 1997 att ihåliga organiska kristaller skulle kollapsa om det inte fanns något inuti.
Han visade att det var möjligt att skapa hybrider av organiska metaller som var både porösa och starka, och att gaser kunde strömma in och ut ur dessa strukturer. Han myntade också termen "andningsbara MOF:er", vilket beskriver MOF:ers förmåga att expandera och dra ihop sig som svar på de molekyler de adsorberar, ungefär som mänskliga lungor.
Som ung doktorand och blivande professor undrade Yaghi varför materialkemi var begränsad till ”skaka och baka”. Därifrån kom han på idén att ”sy ihop” molekylblock som ett pussel för att skapa ett kristallgitter enligt design.
Detta tänkande blev grunden för "retikulär kemi", och det var han som myntade namnet MOF för det nya materialet. Han utvecklade också teoretiska konstruktioner och skapade det klassiska materialet MOF-5 med sin enorma ytarea och höga stabilitet.
Efter sömnlösa nätter i labbet, spruckna kristaller och otaliga misslyckanden lade Mr. Robson grunden för MOF:er. Mr. Kitagawa demonstrerade flexibel porositet, och Mr. Yaghi systematiserade metoderna och språket för att hjälpa forskarsamhället att fortsätta utöka tillämpningar till tillverkning och liv.
Även om de arbetar separat på tre kontinenter har dessa tre kemijättar varit kollegor och nära vänner i årtionden och kompletterat varandras forskningsgenombrott sedan 1989.
Nobelkemikommittéledamoten Olof Ramström liknade deras upptäckt vid "Hermione Grangers magiska väska" i Harry Potter-böckerna, liten på utsidan men tillräckligt stor för att rymma en hel värld inuti.
De tidiga åren och decennierna av forskning har resulterat i det prestigefyllda Nobelpriset som vi idag får. MOF:s historia har förstås bara börjat.
(a) MOF-bildningsprocess; (b) Adsorptionsprocess av gas eller andra ämnen i MOF - Data: SPRINGER; Data: TV
Från laboratoriet till livet
MOF:er används nu i stor utsträckning inom produktion och vardagsliv. Utöver de användningsområden som Nobelkommittén nämner kan detta material även lagra koldioxidutsläpp för att omvandla dem till användbara organiska produkter, frigöra läkemedel i kroppen, katalysera kemiska reaktioner och till och med bromsa frukternas mognadsprocessen genom att fånga etylen.
Dessa exempel visar att MOF:er inte bara är "fina" porösa material för grundforskning, utan också viktiga tekniska plattformar för energi, miljö och biomedicin, vilket bidrar till att förbättra livskvaliteten.
I Vietnam har många forskargrupper vid universitet och vetenskapliga institut använt MOF:er inom katalys, gaslagring och läkemedelsfrisättning. Detta visar att inhemska forskare hänger med i de avancerade teknologitrenderna.
Under de närmaste åren kommer MOF:er att introduceras i semiindustriella processer, integreras i vattenuppsamlingsutrustning, CO₂-avskiljning, adsorptionskolonner och finfiltreringsmembran.
Det förväntas att MOF:er under de kommande 5–10 åren kan utformas på begäran för säker vätgaslagring, selektiv molekylär separation, mycket känslig miljöavkänning och grön kemisk katalys – vilket minskar energikostnaderna, minskar utsläppen och öppnar upp en ny generation av marknader för ramverksmaterial.
Med den snabba utvecklingen av artificiell intelligens är det inte omöjligt att AI kommer att främja skapandet av MOF:er med högt tillämpningsvärde inom många andra områden.
Professor Omar Yaghi och hans prägel på VNU-HCM
Professor Yaghi besökte VNU-HCM:s campus år 2010 - Foto: DPCC
Under 30 år av etablering och utveckling har VNU-HCM alltid fått värdefullt sällskap från många internationella experter och forskare – uppriktiga och hängivna vänner som har bidragit med stora lärdomar inom management, forskning och innovation.
I synnerhet professor Omar M. Yaghi (University of California, Berkeley - UCB), världens ledande forskare inom metallorganiska ramverk (MOF), har satt djupa spår vid VNU-HCM.
Med en strikt men inspirerande arbetsstil hjälper professorn inte bara till att uppnå många specifika resultat utan bidrar också till att omforma skolans medvetenhet och vetenskapliga forskningskultur.
Från samarbetsprocessen har VNU-HCM dragit värdefulla lärdomar: Disciplin och passion: Vetenskapligt arbete kräver seriositet, intensiv passion och standardiserad laboratoriedisciplin; Enastående kvalitet : All forskning måste uppfylla internationella standarder och publiceras endast i de mest prestigefyllda tidskrifterna; Talang och behandling: Forskare måste stödjas av ledande rådgivare, adekvata forskningsförhållanden och en regim som motsvarar "marknadsvärde"; Tillämpbarhet: Även om det är grundforskning måste den fortfarande sträva efter förmågan att söka och attrahera finansiering - något som professor Yaghi själv har gjort direkt med VNU-HCM; Medmänsklighet och noggrannhet: Strikt i expertis men ändå vänlig, nära och alltid redo att dela med sig.
År 2022 tilldelades professor Omar M. Yaghi VinFuture-priset, men den större betydelsen är de värderingar han lämnade efter sig – från att utbilda den unga generationen forskare, bygga upp excellenscentrum (CoE), till att sprida andan av professionell forskning och engagemang för kunskap.
Docent, Dr. PHAN THANH BINH (tidigare direktör för VNU-HCM)
Källa: https://tuoitre.vn/nobel-hoa-hoc-2025-tu-do-choi-xep-hinh-den-vat-lieu-the-ky-20251008222351112.htm
Kommentar (0)