کیمسٹری میں نوبل انعام 2025: 'پزل ٹوائے' سے لے کر صدی کے مواد تک

کیمسٹری میں 2025 کا نوبل انعام تین سائنس دانوں کو دیا گیا ہے جنہوں نے دھاتی نامیاتی فریم ورکس (MOFs) کی ترقی میں پیشرفت کی ہے – ریگستانوں میں پانی کو پکڑنے، CO₂ کو ذخیرہ کرنے سے لے کر جسم میں منشیات کی فراہمی تک وسیع ممکنہ ایپلی کیشنز کے ساتھ انقلابی غیر محفوظ مواد۔

ایک سکرین 8 اکتوبر کو سٹاک ہوم میں رائل سویڈش اکیڈمی آف سائنسز میں اعلان کی تقریب کے دوران کیمسٹری میں 2025 کا نوبل انعام جیتنے والے تین سائنسدانوں کو دکھا رہی ہے - تصویر: REUTERS

سٹاک ہوم (سویڈن) میں 8 اکتوبر کو تین سائنسدانوں سوسمو کیتاگاوا (74 سال کی عمر، کیوٹو یونیورسٹی - جاپان)، رچرڈ رابسن (88 سال کی عمر، میلبورن یونیورسٹی - آسٹریلیا) اور عمر ایم یاگی (60 سال، کیلیفورنیا یونیورسٹی - برکلے، USA) کو 117 ویں چیمیزٹری میں انعام دیا گیا۔

ان کی کامیابیاں فکری خواہش، تحقیقی استقامت اور سرحد پار سائنسی تعاون کی طاقت کی ایک خوبصورت کہانی بیان کرتی ہیں۔

کثیر مقصدی جھاگ مواد کی درخواست

جیتنے والے کام کو "میٹل آرگینک فریم ورک کی ترقی" (MOFs) کہا جاتا ہے۔ اس ڈھانچے میں، دھاتی آئن بنیاد کے طور پر کام کرتے ہیں، کاربن ریڈیکلز پر مشتمل طویل نامیاتی مالیکیولز سے منسلک ہوتے ہیں۔ یہ مجموعہ بڑی گہاوں کے ساتھ کرسٹل بناتا ہے - منفرد خصوصیات کے ساتھ غیر محفوظ مواد۔

بلڈنگ بلاکس کو موافقت دے کر، کیمسٹ مخصوص مادوں کو پکڑنے اور ذخیرہ کرنے، کیمیائی رد عمل کو فروغ دینے، یا بجلی چلانے کے لیے MOFs ڈیزائن کر سکتے ہیں۔

ایوارڈ کی تقریب میں نوبل کمیٹی برائے کیمسٹری کے چیئرمین، ہینر لنکے نے کہا، "میٹل-آرگینک فریم ورک میں بہت زیادہ صلاحیت موجود ہے، جس سے بہت سے نئے افعال کے ساتھ اپنی مرضی کے مطابق مواد بنانے کے بے مثال مواقع کھلتے ہیں۔"

تین سائنسدانوں کی اہم دریافتوں سے، محققین نے دسیوں ہزار مختلف قسم کے MOFs تیار کیے ہیں، جس سے سائنس اور ٹیکنالوجی کے لیے بے شمار سمتیں کھلی ہیں۔

کہانی 1989 میں شروع ہوتی ہے، جب میلبورن یونیورسٹی (آسٹریلیا) کے پروفیسر رچرڈ روبسن نے کیمیائی ڈھانچے بنانے کے لیے ایک نیا طریقہ استعمال کرنے کی کوشش کی۔

اس نے مثبت چارج شدہ تانبے کے آئنوں کو چار بازو والے مالیکیول کے ساتھ ملایا جس میں ایک کیمیائی گروپ تھا جو ہر بازو کی نوک پر تانبے کے آئنوں کو اپنی طرف متوجہ کرتا تھا۔ نتیجہ ایک کرسٹل تھا جس میں ایک منظم، کھلی جگہ کا ڈھانچہ تھا، جیسے ہیرے کی طرح بے شمار گہاوں پر مشتمل تھا۔

رابسن اور ان کے ساتھیوں نے پھر کھوکھلی کوآرڈینیشن نیٹ ورک بنانے کے لیے "راڈ نوڈ" اصول تیار کیا، جس سے دھاتی نامیاتی فریم ورک کو مطلوبہ شکل میں ڈیزائن کرنے کی راہ ہموار ہوئی۔ تاہم، ابتدائی ڈھانچے غیر مستحکم اور گرنے کا خطرہ تھے، جو ابتدائی مرحلے میں سب سے بڑی رکاوٹ تھی۔

ایک پیش رفت میں تین براعظم

تاہم، دو سائنسدانوں، Susumu Kitagawa اور Omar Yaghi نے اس طریقہ کار کو ایک مضبوط بنیاد دی۔ 1992 سے 2003 تک، انہوں نے انقلابی دریافتوں کا ایک سلسلہ کیا۔

کیوٹو یونیورسٹی (جاپان) میں، پروفیسر کیتاگاوا نے 1997 سے پہلے کے اس مشہور تصور کو پلٹ دیا کہ اگر اندر کچھ نہ ہو تو کھوکھلے نامیاتی کرسٹل گر جائیں گے۔

اس نے یہ ظاہر کیا کہ نامیاتی دھاتی ہائبرڈ بنانا ممکن تھا جو غیر محفوظ اور مضبوط دونوں تھے، اور یہ کہ گیسیں ان ڈھانچے کے اندر اور باہر بہہ سکتی ہیں۔ اس نے "سانس لینے والے MOFs" کی اصطلاح بھی تیار کی، جس میں MOFs کی صلاحیت کو بیان کیا گیا کہ وہ انسانی پھیپھڑوں کی طرح جذب ہونے والے مالیکیولز کے جواب میں پھیلنے اور سکڑنے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔

ایک نوجوان گریجویٹ طالب علم اور مستقبل کے پروفیسر کے طور پر، یاگی نے سوچا کہ کیوں مواد کی کیمسٹری صرف "ہلانا اور پکانا" تک محدود ہے۔ وہاں سے، اسے ڈیزائن کے مطابق کرسٹل جالی بنانے کے لیے ایک جیگس پزل کی طرح مالیکیولر بلاکس کو "سلائی" کرنے کا خیال آیا۔

یہ سوچ "جالی دار کیمسٹری" کی بنیاد بن گئی، اور اسی نے نئے مواد کے لیے MOF کا نام وضع کیا۔ اس نے نظریاتی ڈیزائن بھی تیار کیے اور اس کی سطح کے بڑے رقبے اور اعلی استحکام کے ساتھ کلاسک میٹریل MOF-5 تخلیق کیا۔

لیب میں بے خوابی کی راتوں، پھٹے کرسٹل اور ان گنت ناکامیوں کے بعد، مسٹر رابسن نے MOFs کی بنیاد رکھی۔ مسٹر کیتاگاوا نے لچکدار پوروسیٹی کا مظاہرہ کیا، اور مسٹر یاگی نے سائنسی کمیونٹی کو مینوفیکچرنگ اور زندگی کے لیے ایپلی کیشنز کو بڑھانے میں مدد کرنے کے لیے طریقوں اور زبان کو منظم کیا۔

اگرچہ تین براعظموں پر الگ الگ کام کر رہے ہیں، کیمسٹری کے یہ تینوں دیو کئی دہائیوں سے ساتھی اور قریبی دوست رہے ہیں، جو 1989 سے ایک دوسرے کی تحقیقی پیش رفتوں کی تکمیل کرتے ہیں۔

نوبل کیمسٹری کمیٹی کے رکن اولوف رامسٹروم نے ان کی دریافت کو ہیری پوٹر کی کتابوں میں "ہرمیون گرینجر کے جادوئی تھیلے" سے تشبیہ دی، جو باہر سے چھوٹی لیکن اتنی بڑی ہے کہ پوری دنیا کو اپنے اندر سمیٹ سکتی ہے۔

ان ابتدائی سالوں اور دہائیوں کی تحقیق کے نتیجے میں آج باوقار نوبل انعام ملا ہے۔ MOF کی کہانی بلاشبہ ابھی شروع ہوئی ہے۔

(a) MOF کی تشکیل کا عمل؛ (b) MOF میں گیس یا دیگر مادوں کو جذب کرنے کا عمل - ڈیٹا: SPRINGER؛ ڈیٹا: ٹی وی

لیبارٹری سے زندگی تک

MOFs اب بڑے پیمانے پر پیداوار اور روزمرہ کی زندگی میں استعمال ہوتے ہیں۔ نوبل کمیٹی کے بیان کردہ استعمالات کے علاوہ، یہ مواد CO₂ کے اخراج کو مفید نامیاتی مصنوعات میں تبدیل کرنے، جسم میں دوائیں چھوڑنے، کیمیائی رد عمل کو متحرک کرنے، اور یہاں تک کہ ایتھیلین کو پھنس کر پھلوں کے پکنے کے عمل کو سست کرنے کے لیے ذخیرہ بھی کر سکتا ہے۔

یہ مثالیں ظاہر کرتی ہیں کہ MOFs بنیادی تحقیق کے لیے نہ صرف "اچھا" غیر محفوظ مواد ہیں، بلکہ توانائی، ماحولیات اور بائیو میڈیسن کے لیے اہم تکنیکی پلیٹ فارمز بھی ہیں، جو معیارِ زندگی کو بہتر بنانے میں اپنا حصہ ڈالتے ہیں۔

ویتنام میں، یونیورسٹیوں اور سائنسی اداروں کے بہت سے تحقیقی گروپوں نے کیٹالیسس، گیس اسٹوریج اور منشیات کی رہائی میں MOFs کا اطلاق کیا ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ملکی سائنسدان جدید ٹیکنالوجی کے رجحانات کو برقرار رکھے ہوئے ہیں۔

اگلے چند سالوں میں، MOFs کو نیم صنعتی عمل میں متعارف کرایا جائے گا، جو پانی کی کٹائی کے آلات، CO₂ کیپچر، جذب کرنے والے کالموں اور عمدہ فلٹریشن جھلیوں میں ضم کیا جائے گا۔

امید کی جاتی ہے کہ اگلے 5-10 سالوں میں، MOFs کو ہائیڈروجن کے محفوظ ذخیرہ کرنے، سلیکٹیو مالیکیولر علیحدگی، انتہائی حساس ماحولیاتی سینسنگ اور گرین کیمیکل کیٹالیسس کی مانگ پر ڈیزائن کیا جا سکتا ہے – توانائی کی لاگت کو کم کرنا، اخراج میں کمی اور فریم ورک مواد کی مارکیٹوں کی نئی نسل کو کھولنا۔

مصنوعی ذہانت کی تیز رفتار ترقی کے ساتھ، یہ ناممکن نہیں ہے کہ AI بہت سے دوسرے شعبوں میں اعلیٰ اطلاقی قدر کے ساتھ MOFs کی تخلیق کو فروغ دے گا۔

VNU-HCM میں پروفیسر عمر یاغی اور ان کا نشان

پروفیسر یاغی نے 2010 میں VNU-HCM کے کیمپس کا دورہ کیا - تصویر: DPCC

قیام اور ترقی کے 30 سالوں کے دوران، VNU-HCM نے ہمیشہ بہت سے بین الاقوامی ماہرین اور سائنسدانوں - مخلص اور سرشار دوستوں سے قیمتی صحبت حاصل کی ہے جنہوں نے نظم و نسق، تحقیق اور اختراع کے عظیم اسباق حاصل کیے ہیں۔

خاص طور پر، پروفیسر عمر ایم یاغی (یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے - یو سی بی)، دھاتی نامیاتی فریم ورکس (MOFs) پر دنیا کے معروف سائنسدان، نے VNU-HCM پر ایک گہرا نشان چھوڑا ہے۔

ایک سخت لیکن متاثر کن کام کرنے کے انداز کے ساتھ، پروفیسر نہ صرف بہت سے مخصوص نتائج حاصل کرنے میں مدد کرتا ہے بلکہ اسکول کی بیداری اور سائنسی تحقیقی ثقافت کو نئی شکل دینے میں بھی تعاون کرتا ہے۔

تعاون کے عمل سے، VNU-HCM نے قیمتی اسباق حاصل کیے ہیں: نظم و ضبط اور جذبہ: سائنسی کام کے لیے سنجیدگی، شدید جذبہ اور معیاری لیبارٹری نظم و ضبط کی ضرورت ہوتی ہے۔ شاندار معیار : تمام تحقیق کو بین الاقوامی معیارات پر پورا اترنا چاہیے، جو صرف انتہائی معتبر جرائد میں شائع ہوتا ہے۔ ٹیلنٹ اور ٹریٹمنٹ: سائنسدانوں کو سرکردہ مشیروں، مناسب تحقیقی حالات اور "مارکیٹ ویلیو" کے مطابق نظام کی حمایت کرنی چاہیے۔ قابل اطلاق: اگرچہ یہ بنیادی تحقیق ہے، پھر بھی اس کا مقصد فنڈز کو لاگو کرنے اور اپنی طرف متوجہ کرنے کی صلاحیت کے لیے ہونا چاہیے - ایسا کچھ جو خود پروفیسر یاگی نے براہ راست VNU-HCM کے ساتھ کیا ہے۔ انسانیت اور سختی: مہارت میں سخت لیکن پھر بھی مہربان، قریبی اور اشتراک کے لیے ہمیشہ تیار۔

2022 میں، پروفیسر عمر ایم یاغی کو ون فیوچر پرائز سے نوازا گیا، لیکن اس سے زیادہ اہمیت وہ اقدار ہیں جو انہوں نے پیچھے چھوڑی ہیں - سائنس دانوں کی نوجوان نسل کی تربیت سے لے کر، سنٹرز آف ایکسی لینس (CoE) کی تعمیر، پیشہ ورانہ تحقیق اور علم کی لگن کے جذبے کو پھیلانے تک۔

ایسوسی ایٹ پروفیسر، ڈاکٹر PHAN THANH BINH (سابق ڈائریکٹر VNU-HCM)

واپس موضوع پر

ایسوسی ایٹ پروفیسر، ڈاکٹر Nguyen Thanh Vinh - Lyly Nguyen

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