Trzej badacze z Japonii, Australii i USA otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii, poinformowała Królewska Szwedzka Akademia Nauk. Nagrodę przyznano za szkielety metalo-organiczne.
Susumu Kitagawa, Richard Robson i Omar Yaghi zostali laureatami tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Opracowali oni nową formę architektury molekularnej.
W ich konstrukcjach jony metali pełnią funkcję kamieni węgielnych, połączonych długimi cząsteczkami organicznymi (zbudowanymi z węgla). Razem jony metali i cząsteczki tworzą kryształy zawierające duże puste przestrzenie. Te porowate materiały nazywane są szkieletami metalo-organicznymi (MOF).
„Dzięki zmianie elementów budulcowych użytych w tych szkieletach chemicy mogą projektować je tak, by wychwytywały i magazynowały określone substancje. Szkielety metalo-organiczne mogą również napędzać reakcje chemiczne lub przewodzić prąd elektryczny”, wskazuje Komitet Noblowski w wydanym komunikacie.
– Szkielety metalo-organiczne mają ogromny potencjał. Stwarzają one nowe, wcześniej nieprzewidziane możliwości tworzenia materiałów na miarę, o zupełnie nowych funkcjach – podkreślił Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego ds. Chemii.
Struktury, które rozwiążą nasze wielkie problemy
W 1989 roku Richard Robson postanowił wykorzystać wewnętrzne adekwatności atomów w nowy sposób. Połączył dodatnio naładowane jony miedzi z cząsteczką o czterech ramionach, z których każde zakończone było grupą chemiczną przyciąganą przez jony miedzi.
Po połączeniu utworzyły one dobrze uporządkowany, przestrzenny kryształ – przypominający diament wypełniony niezliczonymi pustkami. Robson natychmiast dostrzegł potencjał swojej konstrukcji molekularnej, jednak była ona niestabilna i łatwo się rozpadała, wyjaśnia Komitet Noblowski.
„Susumu Kitagawa i Omar Yaghi nadali jednak tej metodzie solidne podstawy – w latach 1992–2003, niezależnie od siebie, dokonali serii przełomowych odkryć”, wskazuje Komitet.
Kitagawa wykazał, iż gazy mogą swobodnie przenikać do i z takich struktur, oraz przewidział możliwość tworzenia elastycznych szkieletów metalo-organicznych. Yaghi opracował bardzo stabilny taki szkielet i pokazał, iż można go zmieniać, nadając mu nowe, pożądane adekwatności.
Po przełomowych odkryciach laureatów chemicy stworzyli dziesiątki tysięcy różnych szkieletów tego typu. Jak podkreśla Komitet, niektóre mogą przyczynić się do rozwiązania wielkich wyzwań dla ludzkości.
Można je bowiem wykorzystywać m.in. do usuwania z wody związków PFAS, rozkładania śladowych ilości farmaceutyków w środowisku, wychwytywania dwutlenku węgla czy pozyskiwania wody z pustynnego powietrza.
Kim są laureaci?
88-letni Richard Robson to australijski chemik brytyjskiego pochodzenia, wykładowca na Uniwersytecie w Melbourne. Jego badania dotyczą m.in. polimerów koordynacyjnych. Należy do Royal Society.
74-letni Japończyk Susumu Kitagawa jest profesorem uniwersytetu w Kyoto i założycielem tamtejszego Instytutu Nauk o Zintegrowanych Komórkach i Materiałach (iCeMS). Specjalizuje w chemii związków hybrydowych organiczno-nieorganicznych oraz chemicznych i fizycznych adekwatnościach polimerów koordynacyjnych.
Najmłodszy z trójki laureatów, 60-letni Omar Mwannes Yaghi to amerykański chemik pochodzenia jordańskiego. Urodził się w wielodzietniej rodzinie uchodźców i w wieku 15 lat wyjechał do USA. Jest profesorem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles. Specjalizuje się w budowaniu szkieletów metalo-organicznych.
Nagroda Nobla
Nagrodę Nobla ustanowił w swoim testamencie Alfred Nobel – wynalazca dynamitu, który był zamożnym przedsiębiorcą. Nagrodę przyznaje się od 1901 roku za wybitne osiągnięcia w dziedzinach związanych z nauką oraz z literatury i krzewienia pokoju. Przerwy w przyznawaniu nagród wynikały głównie z trwających wojen światowych.
Później dodano nagrodę z ekonomii, którą finansuje przez szwedzki bank centralny Riksbank. Laureatów wybierają komisje ekspertów z różnych instytucji.
Uroczystość wręczenia nagród, w których uczestniczą rodziny królewskie Szwecji i Norwegii, kończy się wystawnym bankietem 10 grudnia – w rocznicę śmierci Alfreda Nobla.
Polska może się pochwalić ośmiorgiem noblistów. Są to Maria Skłodowska-Curie (fizyka i chemia, 1903 i 1911), Henryk Sienkiewicz (literatura, 1905), Władysław Reymont (literatura, 1924), Czesław Miłosz (literatura, 1980), Lech Wałęsa (Pokojowa Nagroda Nobla, 1983), Józef Rotblat (Pokojowa Nagroda Nobla, 1995), Wisława Szymborska (literatura, 1996) i Olga Tokarczuk (literatura, 2018).
