توسعه معماری جدید مولکولی/برندگان نوبل شیمی ۲۰۲۵ معرفی شدند

روز گذشته، فرهنگستان علوم پادشاهی سوئد به‌عنوان کمیته معرفی‌کننده مهم‌ترین جایزه علمی دنیا، اسامی برندگان نوبل شیمی سال ۲۰۲۵ را اعلام کرد. بر این اساس، سوسومو کیتاگاوا، ریچارد رابسون و عمر یاغی به‌صورت مشترک جایزه نوبل شیمی دریافت کردند.  مطالعات و تلاش‌های این سه دانشمند منجر به توسعه نوع جدیدی از معماری مولکولی شده است.

کیتاگاوا نشان داد که گازها می‌توانند به داخل و خارج سازه‌ها جریان پیدا کنند و پیش‌بینی کرد که می‌توان چارچوب‌های فلزی-آلی(MOF)  را انعطاف‌پذیر کرد. ریچارد رابسون نیز در سال ۱۹۸۹، استفاده از خواص ذاتی اتم‌ها را به روشی جدید آزمایش کرد. او یون‌های مس با بار مثبت را با یک مولکول چهار بازویی ترکیب کرد. این مولکول دارای یک گروه شیمیایی بود که در انتهای هر بازو به یون‌های مس جذب می‌شد. وقتی آنها با هم ترکیب شدند، به هم متصل شدند و یک کریستال منظم و جادار تشکیل دادند. این کریستال مانند الماسی بود که پر از حفره‌های بی‌شمار بود.

عمر یاغی هم یک چارچوب فلزی-آلی(MOF) بسیار پایدار ایجاد کرد و نشان داد که می‌توان آن را با استفاده از طراحی منطقی اصلاح کرد و به آن خواص جدید و مطلوب بخشید. درنهایت سوسومو کیتاگاوا، ریچارد رابسون و عمر یاغی، برندگان جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵، فضاهای جدیدی برای شیمی ایجاد کرده‌اند.  سازه‌هایی که این سه دانشمند ایجاد کرده‌اند، موسوم به «چارچوب‌های فلزی-آلی» حاوی حفره‌های بزرگی هستند که مولکول‌ها می‌توانند در آنها به داخل و خارج جریان پیدا کنند و محققان از آنها برای برداشت آب از هوای خشک بیابان، استخراج آلاینده‌ها از آب، جذب کربن دی‌اکسید و ذخیره هیدروژن استفاده کنند.

آنها از این طریق، فرصت‌های جدیدی را برای حل برخی از چالش‌های پیش روی شیمیدانان قرار داده‌اند. به‌دنبال اکتشافات پیشگامانه برندگان جایزه نوبل شیمی امسال، محققان چارچوب‌های فلزی-آلی(MOF)  مختلف و کاربردی متعددی ایجاد کرده‌اند و تاکنون در بیشتر موارد، این مواد فقط در مقیاس کوچک استفاده شده‌اند.  اکنون بسیاری از شرکت‌‌ها برای بهره‌برداری از مزایای موادMOF، در تولید انبوه و تجاری‌سازی آنها سرمایه‌گذاری می‌کنند و برخی دیگر نیز در این مسیر به موفقیت‌هایی دست یافته‌اند. به‌‌عنوان مثال،  درحال‌حاضر صنعت الکترونیک می‌تواند از مواد MOF برای مهار برخی از گازهای سمی مورد نیاز در تولید نیمه‌رساناها استفاده کند.

همچنین MOF دیگری می‌تواند گازهای مضر ازجمله برخی گازهایی که می‌توانند به‌عنوان سلاح‌های شیمیایی استفاده شوند را تجزیه کند. شرکت‌های متعددی نیز در حال آزمایش موادی هستند که می‌توانند کربن دی‌اکسید را از کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها جذب کنند تا انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش دهند. برخی از محققان معتقدند که چارچوب‌های فلزی-آلی چنان پتانسیل عظیمی دارند که به ماده برتر قرن بیست‌ویکم تبدیل شوند.

این صد‌وهفدهمین اعطای جایزه نوبل شیمی بود که تاکنون ۱۹۵ نفر موفق به کسب این جایزه شده بودند. در سال ۲۰۲۴، دیوید بیکر، دمیس حسابیس و جان جامپر به‌خاطر پیشگویی ساختار پروتئین‌ها و طراحی آن‌ها با استفاده از هوش مصنوعی و روش‌های محاسباتی این جایزه را گرفتند. در سال ۲۰۲۲ نیز، کارولین برترزی، مورتن ملدال و بری شارپلس برای توسعه «شیمی کلیک» و «شیمی بیواُرتوگونال» که امکان اتصال دقیق و سریع مولکول‌ها، حتی درون سلول‌های زنده را فراهم می‌کند، این جایزه را از آن خود کردند.

به کانال تلگرام هم میهن بپیوندید