Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã trao giải Nobel hóa học năm 2025 cho Tiến sĩ Susumu Kitagawa, Tiến sĩ Richard Robson và Tiến sĩ Omar Yaghi vì công trình của họ trong việc phát triển một loại kiến trúc phân tử mới được gọi là khung hữu cơ kim loại (MOF). Ba nhà khoa học này lần lượt liên kết với các trường đại học Kyoto ở Nhật Bản, Melbourne ở Úc và Berkeley ở Mỹ.
Bộ ba đã tạo ra "các cấu trúc phân tử với không gian rộng lớn mà khí và các hóa chất khác có thể chảy qua", một tuyên bố từ Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển cho biết.Những tinh thể xốp nàycó thể được sử dụng để thu nước từ không khí sa mạc, thu giữ carbon dioxide, lưu trữ khí độc hoặc phân hủy dấu vết dược phẩm trong môi trường.
Ông Heiner Linke, Chủ tịch Ủy ban Nobel về Hóa học cho biết: "MOF có tiềm năng to lớn, mang lại những cơ hội chưa từng có trước đây cho những vật liệu-được chế tạo theo yêu cầu với các chức năng mới".
Sự đổi mới đằng sau MOF nằm ở cách các ion kim loại hoạt động như nền tảng, liên kết với nhau bằng các phân tử dài, dựa trên carbon. Cùng với nhau, các thành phần này tạo thành các tinh thể có tổ chức chứa các khoang lớn. Bằng cách lựa chọn cẩn thận các khối xây dựng khác nhau, các nhà hóa học có thể thiết kế MOF để thu giữ các chất cụ thể, thúc đẩy các phản ứng hóa học hoặc thậm chí dẫn điện.
Theo ông Olof Ramstrom, thành viên Ủy ban Nobel Hóa học, dạng kiến trúc phân tử mới có thể được so sánh với chiếc túi xách của nhân vật hư cấu Harry Potter Hermione Granger: bên ngoài nhỏ nhưng bên trong rất lớn.
Các nhà hóa học, làm việc riêng biệt nhưng bổ sung những đột phá của nhau, đã nghĩ ra cách tạo ra MOF ổn định. Câu chuyện về MOF bắt đầu vào năm 1989 khi Tiến sĩ Robson khám phá một cách sử dụng mới các đặc tính vốn có của nguyên tử. Ông kết hợp các ion đồng tích điện dương với một phân tử bốn{4}}vũ khí, mỗi nhánh kết thúc bằng một nhóm hóa học bị đồng hút. Kết quả là một tinh thể rộng rãi,-có trật tự tốt - giống như một viên kim cương có vô số lỗ rỗng. Tiến sĩ Robson nhanh chóng nhận ra tiềm năng của cấu trúc này nhưng những thiết kế ban đầu không ổn định và dễ bị sập.
Từ năm 1992 đến năm 2003, Tiến sĩ Kitagawa và Tiến sĩ Yaghi đã xây dựng dựa trên công trình của Robson, cung cấp cho kiến trúc phân tử một nền tảng lâu dài. Tiến sĩ Kitagawa đã chứng minh rằng khí có thể chảy vào và ra khỏi các cấu trúc và dự đoán tính linh hoạt của chúng. Trong khi đó, Tiến sĩ Yaghi đã tạo ra các MOF có độ ổn định cao và chỉ ra rằng các khung này có thể được sửa đổi một cách hợp lý để thu được các đặc tính mới, hữu ích. Kể từ công trình tiên phong của mình, các nhà hóa học trên khắp thế giới đã tạo ra hàng chục nghìn MOF, mở khóa các ứng dụng có thể giải quyết một số thách thức cấp bách nhất của nhân loại. Khám phá của những người đoạt giải đã mở ra một chân trời mới trong hóa học, biến MOF thành công cụ linh hoạt để đổi mới trong các ngành công nghiệp và lĩnh vực nghiên cứu.
Lễ trao giải sẽ được tổ chức vào ngày 10 tháng 12, ngày giỗ của Alfred Nobel, người sáng lập giải thưởng. Là một nhà phát minh và nhà công nghiệp người Thụy Điển nổi tiếng với việc tạo ra thuốc nổ, Nobel đã lập các giải thưởng trong di chúc năm 1895 của mình, để lại phần lớn tài sản của mình để vinh danh những người có công trình “mang lại lợi ích lớn nhất cho nhân loại.