โนเบล 2025: โครงสร้างโมเลกุลช่วยแก้ปัญหาความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ

โครงสร้างโมเลกุลโลหะอินทรีย์ (MOF) ซึ่งเป็นโครงสร้างโมเลกุลที่มีความยืดหยุ่น สามารถนำไปใช้ในการเก็บเกี่ยวน้ำจากอากาศในทะเลทราย จับ CO2 กักเก็บก๊าซพิษ หรือเร่งปฏิกิริยาเคมี

เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม ราชบัณฑิตยสถาน วิทยาศาสตร์ แห่งสวีเดนได้มีมติมอบรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2568 ให้แก่นักวิทยาศาสตร์ 3 คน ได้แก่ นายซูซูมุ คิตากาวะ จากมหาวิทยาลัยเกียวโต (ประเทศญี่ปุ่น) นายริชาร์ด ร็อบสัน จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น (ประเทศออสเตรเลีย) และนายโอมาร์ เอ็ม. ยากิ จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ (ประเทศสหรัฐอเมริกา) สำหรับผลงานในการพัฒนาโครงสร้างโลหะอินทรีย์ (MOF) ซึ่งเป็นโครงสร้างโมเลกุลแบบยืดหยุ่นที่ช่วยแก้ปัญหาท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างโครงสร้างโมเลกุลที่มีช่องว่างขนาดใหญ่ซึ่งช่วยให้ก๊าซและสารเคมีอื่นๆ สามารถหมุนเวียนได้

โครงสร้างกรอบโลหะอินทรีย์นี้สามารถนำไปใช้ในการเก็บกักน้ำจากอากาศในทะเลทราย ดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ กักเก็บก๊าซพิษ หรือเร่งปฏิกิริยาเคมี นอกจากนี้ MOF ยังสามารถส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีหรือนำไฟฟ้าได้อีกด้วย

“MOF มีศักยภาพมหาศาล โดยเปิดโอกาสที่ไม่เคยมีมาก่อนในการปรับแต่งวัสดุด้วยฟังก์ชันใหม่ๆ” Heiner Linke ประธานคณะกรรมการโนเบลสาขาเคมีกล่าว

ทุกอย่างเริ่มต้นในปีพ.ศ. 2532 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ Robson ทดลองใช้คุณสมบัติโดยธรรมชาติของอะตอมในรูปแบบใหม่

เขารวมไอออนทองแดงที่มีประจุบวกเข้ากับโมเลกุลสี่แขน โมเลกุลนี้มีหมู่เคมีที่ดึงดูดไอออนทองแดงที่ปลายแขนแต่ละข้าง เมื่อรวมเข้าด้วยกัน ไอออนเหล่านี้จะเกาะติดกันเป็นผลึกที่กว้างขวางและเป็นระเบียบ คล้ายกับเพชรที่เต็มไปด้วยรูพรุนนับไม่ถ้วน

นายร็อบสันตระหนักถึงศักยภาพของโครงสร้างโมเลกุลนี้ทันที แต่ในขณะนั้นมันไม่เสถียรและมีแนวโน้มที่จะพังทลาย

ตั้งแต่ปี 1992 ถึงปี 2003 นักวิทยาศาสตร์ Kitagawa และ Yaghi ได้วางรากฐานที่มั่นคงสำหรับวิธีการข้างต้น

นายคิตาคาวะสาธิตให้เห็นว่าก๊าซสามารถไหลเข้าและออกจากโครงสร้างได้ และคาดการณ์ว่า MOF สามารถทำให้มีความยืดหยุ่นได้

ทางด้าน Yaghi ได้สร้าง MOF ที่มีเสถียรภาพสูง และแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างนี้สามารถปรับเปลี่ยนได้ด้วยการออกแบบที่มีเหตุผล ซึ่งจะทำให้มีคุณสมบัติใหม่ๆ ที่เป็นที่ต้องการ

หลังจาก การค้นพบ ครั้งสำคัญของผู้ได้รับรางวัล นักเคมีได้ออกแบบ MOF ที่แตกต่างกันนับหมื่นแบบ

บางส่วนของพวกเขาได้มีส่วนช่วยในการแก้ไขปัญหาใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติ โดยมีการประยุกต์ใช้ เช่น การแยก PFAS (สารเคมีอันตราย) ออกจากน้ำ การย่อยสลายสารตกค้างของยาในสิ่งแวดล้อม การดักจับ CO2 หรือการเก็บเกี่ยวน้ำจากอากาศในทะเลทราย

(TTXVN/เวียดนาม+)

ที่มา: https://www.vietnamplus.vn/nobel-2025-structural-parts-help-solve-the-largest-challenge-of-humanity-post1069015.vnp