Хемијски Нобел за научнике који су масовно развили порозне „супер сунђене“ материјале
Сусуму Китагава, Омар Иагхи и Рицхард Робсон освојили су Нобел Хемијско-органе 2025. године за развој металних органских оквира.Кредити: Кота Кавасаки / Иомиури Схимбун преко АП / АЛАМИ, Бретања Хосеа-Смалл / УЦ Беркелеи, Паул Бурхурн / Университи оф Мелбоурне
Три научника који су развили класу изузетно порозних материјала познатих као метал-органски оквири (МФ) освојили су овогодишњу Нобелову награду у хемији.
Сусуму Китагава на Универзитету у Кјоту у Јапану, Рицхард Робсон на Универзитету у Мелбоурнеу, Аустралију и Омар Иагхи, Беркелеи ће делити награду од 11 милиона шведских круна (1,2 милиона долара), за измишљање новог облика молекуларне архитектуре. Пошто имају тако огромну унутрашњу површину, моф се потенцијално могу користити за чување гасова, дјелују као катализатори и испоручују лекове, између многих других апликација.
Најпопуларнији светске сунђере: замршени прах за хватање угљеника погодили су тржиште
„Овогодишње лауреате … нашли су начине за стварање материјала, у потпуности роман материјала, са великим шупљинама на унутрашњем месту,“ рекао је да је председавајући Нобеловог комитета Хеинер Линке, нанофизичар на Универзитету Лунд у Шведској, на конференцији за новинаре на награду. „Мала количина таквог материјала може скоро бити попут хермионе торбе у Харри Поттеру – може да чува огромне количине гаса у маленој запремини“.
Хемичари су од тада створили више од 100.000 различитих врста МФ-а и замијенили су многе комерцијалне апликације. „Могло би се створити материјале који би могли одвојити угљен диоксид из ваздуха или из индустријских исцрпљених цеви. Или се то може користити за одвајање отровних молекула из отпадних вода“, рекао је Линке. „Већ видимо неколико апликација које се појављују поред тога што су толико научили из ових материјала из основне перспективе хемије“, каже Венди краљица, хемичар на швајцарском федералном институту за технологију у Лозаницима.
Китагава је новинарима рекла да је најавио да је то истраживао због свог потенцијалног утицаја на друштво, али и због тога што је то забавно забавило. „Дубоко сам почаствован да је препознато моје дугогодишње истраживање“, рекао је.
На конференцији за новинаре Иагхи је рекао да је на аеродрому примио позив са Стокхолма на аеродрому док је чекао свој пртљаг. „Не можете се припремити на тренутак таквог“, рекао је. „Управо сам се изненадио и одушевио вести.“
Порозне полимере
Концепт МФ-а први пут је развио Робсон 1980-их. Инспирисани структуром дијамантских кристала – у којима сваки атом угљеника се везује на четири друга атома угљеника – он и његов сарадник Бернард Хоскинс дизајнирали су материјал од модула у облику пирамидалних у облику бакрених атома повезаних органским молекулама1,2.
Почетком деведесетих, Китагава је развио МОФ-ове који би се могли напунити водом и бити довољно стабилан да се не поремете да су потом пресушени и уместо тога пресушени гас. Једна од кључних својстава МФ-а је да материјали који испуњавају своје празнине не везују се превише снажно, што је могуће да их могу лако вратити. „Енергетика је сасвим важна за ову технологију“, рекао је Китагава. Такође је схватио да би оквири могли променити облике у зависности да ли су испуњени или не, а као одговор на промене околине као што су температура или излагање светлости3.
Иагхи је у исто време, Иагхи је извео термин „метал-органски оквир“4 и развијени линкери направљени са карбоксилатним групама, које су помогле да структуре учине стабилнијим, чак и на температурама до 300 ° Ц. Такође је могао да креира МФ-ове кубичном структуром5 и оне са много дужим везама које су имале унутрашњу површину фудбалског поља у само неколико грама чврстог праха.
МФ може имати површину од 7.000 квадратних метара по граму, отприлике еквивалентно 1.3 фудбалска области, у простору између увијеног кажипрста и палца. „Људи су одмах видели да су могућности да их могу користити за примене у складишту гаса и одвајању“, каже Цхристиан Доонан, хемичар на Универзитету Аделаида у Аустралији који је био постдокторски истраживач у Иагхивој групи.
Иагхијев рад „развио је хемију како бисте могли да преузмете све молекуле из пора ових материјала и остали би трајно порозни“, каже Доонан. „То је оно што је заиста затражило интересовање људи изван уског поља неорганске хемије. Добили су људе у свим подземним пољима заинтересоване хемије.“
