Нобеловата награда за хемија 2025: Метално-органски рамки (MOFs)

Нобеловата награда за хемија 2025 им е доделена на Сусуму Китагава од Универзитетот во Кјото во Јапонија, Ричард Робсон од Универзитетот во Мелбурн во Австралија и Омар М. Јаги од Универзитетот во Калифорнија во Беркли, САД, за развојот на метално-органски рамки или MOFs. Овие материјали се кристални структури од метални јони како цинк или циркониум поврзани со органски лиганди и формираат порозни мрежи со висока специфична површина.Развојот започнува во 1989 година со Робсон кој синтетизира први координациони полимери користејќи бакарни јони и цијанати за 3D мрежи. Китагава во 1997 година создава флексибилни MOFs со канали кои се менуваат при апсорпција на гасови. Јаги во 1999 година објавува MOF-5 со цинк still бензен-1,4-дикарбоксилат, со површина одан 3000 m²/g и пори од 1-2 nm. Денес постојат над 100000 варијанти преку ретикуларна хемија со предвидлива комбинација на блокови.MOFs имаат пори од 0,5-5 nm за селективна апсорпција по големина и форма. За разлика од зеолитите со фиксни силикатни пори, MOFs се прилагодливи и флексибилни, а Zr-верзиите се стабилни во вода.Зафаќањето на COS22; се одвива со апсорпција до 400% од тежината на ниски притисоци за DAC и индустриско отстранување, со потенцијал за конверзија во горива или складирање. Складирањето на енергија вклучува водород со 7-9 wt% густина на собна температура за горивни ќелии, плус метан и суперкондензатори. Чистењето на вода отстранува PFAS со над 90% ефикасност и извлекува вода од воздух во 20% влажност со 0,1-1 L/kg дневно, корисна за десалинација и филтрација на метали. Во катализата и медицината служат за индустриски реакции и контролирано ослободување на лекови.Предизвици се скалабилното производство и киселинската стабилност, но AI го забрзува дизајнот. Материјалите се користат во комерцијални гасни филтри и DAC прототипи базирани на децениски истражувања.

Заклучок за мали децаЗамисли дека MOFs се како магични коцки од Лего направени од метал и органски делови, кои се спојуваат во огромни куќички со илјадници мали дупки. Овие дупки се како џебови на волшебен сунѓер што пие лош воздух (како COS22; што ја загрева Земјата) и го чува внатре, или вадат чиста вода од сува пустина како магичен чајник што собира капки од воздухот. Овие три научници ги измислија овие коцки за да ја чистат планетата – како суперхерои што градат невидливи замкови за да фатат загадувачи и да ни дадат чиста енергија и вода. Значи, хемијата е како игра со атоми што ја спасува нашата голема играчка – Земјата! Со нив, утре ќе дишеме полесно, како кога ќе најдеш скриено богатство во песок.

КОМЕНТАРИ