O Prémio Nobel de Química de 2025 foi atribuído a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi pelo pioneirismo em estruturas metálicas-orgânicas, materiais porosos capazes de armazenar e libertar gases como o dióxido de carbono. Estas estruturas, que se auto-montam a partir de iões metálicos e moléculas orgânicas, têm um vasto potencial para aplicações como a captura de poluentes e a colheita de água do ar. O comité elogiou o seu trabalho por criar materiais que podem conter volumes enormes de substâncias em espaços minúsculos.
No final da década de 1980, Richard Robson na Universidade de Melbourne, na Austrália, inspirou-se na estrutura ordenada dos diamantes para desenvolver as primeiras estruturas metálicas-orgânicas (MOF). Ele usou iões metálicos como nós ligados por moléculas orgânicas, permitindo que se auto-montassem em estruturas com grandes cavidades, muito maiores do que as do diamante. No entanto, as MOF iniciais de Robson tinham cavidades preenchidas com água.
Susumu Kitagawa na Universidade de Kyoto, no Japão, avançou o campo criando MOF estáveis o suficiente para serem secas, permitindo-lhes absorver e libertar gases. “Ele mostrou que os gases podiam ser absorvidos pelo material e também libertados do material”, disse Olof Ramström, membro do Comité Nobel de Química. Kitagawa desenvolveu ainda MOF que mudam de forma quando gases são adicionados ou removidos.
Omar Yaghi na Universidade da Califórnia, Berkeley, melhorou a estabilidade empregando aglomerados de iões metálicos com zinco e oxigénio, conectados por ligadores contendo carboxilato. “Esta é uma estrutura assombrosa porque era altamente estável. Era estável até 300 graus Celsius”, notou Ramström. “Mas ainda mais notável era que continha uma enorme área superficial. Assim, apenas alguns gramas deste material poroso, aproximadamente o tamanho de um pequeno cubo de açúcar, contêm tanta área superficial como um grande campo de futebol de vários milhares de metros quadrados.” Yaghi também demonstrou que ligadores mais longos podiam enlargar as cavidades.
Heiner Linke, presidente do Comité Nobel de Química, comparou os materiais à “bolsa da Hermione em Harry Potter”, acrescentando: “Pode armazenar quantidades enormes de gás num volume minúsculo.” Dezenas de milhares de MOF foram criadas desde então, com novas a emergir quase diariamente, de acordo com Ramström. Os usos potenciais incluem capturar CO2 de chaminés, remover químicos eternos e extrair água do ar do deserto.