Giải Nobel Hóa học năm 2025 thuộc về 3 nhà khoa học phát triển nền tảng khung kim loại - hữu cơ

08/10/2025 - 20:44

PNO - 3 nhà khoa học đoạt giải Nobel Hóa học năm 2025 đã tạo ra những cấu trúc phân tử với những khoảng trống lớn, cho phép khí và các hóa chất khác lưu thông.

Các nhà khoa học cùng chia sẻ giải Nobel Hóa học 2025 - Ảnh: Nobel Prize
Các nhà khoa học cùng chia sẻ giải Nobel Hóa học 2025 - Ảnh: Nobel Prize

Ba nhà khoa học được trao Giải Nobel Hóa học năm 2025 gồm Susumu Kitagawa (Đại học Kyoto, Nhật Bản), Richard Robson (Đại học Melbourne, Úc) và Omar Yaghi (Đại học California - Berkeley, Mỹ) đã phát triển một dạng kiến ​​trúc phân tử mới.

Trong cấu trúc của họ, các ion kim loại hoạt động như những nền tảng được liên kết bởi các phân tử hữu cơ dài (gốc carbon). Cùng nhau, các ion kim loại và phân tử được sắp xếp để tạo thành các tinh thể chứa các khoang lớn.

Những vật liệu xốp này được gọi là khung kim loại - hữu cơ (MOF). Bằng cách thay đổi các khối xây dựng được sử dụng trong MOF, các nhà hóa học có thể thiết kế chúng để thu giữ và lưu trữ các chất cụ thể. MOF cũng có thể thúc đẩy các phản ứng hóa học hoặc dẫn điện.

Chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học Heiner Linke nhận xét: "Khung kim loại - hữu cơ có tiềm năng to lớn, mang đến những cơ hội chưa từng thấy trước đây cho các vật liệu tùy chỉnh với các chức năng mới".

Tất cả bắt đầu vào năm 1989, khi Richard Robson thử nghiệm việc sử dụng các đặc tính vốn có của nguyên tử theo một cách mới. Ông đã kết hợp các ion đồng tích điện dương với một phân tử bốn nhánh; phân tử này có một nhóm hóa học bị thu hút bởi các ion đồng ở cuối mỗi nhánh.

Khi kết hợp, chúng liên kết với nhau để tạo thành một tinh thể rộng rãi, có trật tự tốt. Nó giống như một viên kim cương chứa vô số khoang rỗng.

Robson ngay lập tức nhận ra tiềm năng của cấu trúc phân tử này, nhưng nó không ổn định và dễ bị sụp đổ. Tuy nhiên, hai tác giả Susumu Kitagawa và Omar Yaghi đã cung cấp cho phương pháp xây dựng này một nền tảng vững chắc.

Từ năm 1992 đến năm 2003, họ đã thực hiện một loạt các khám phá mang tính cách mạng riêng biệt. Ông Kitagawa đã chứng minh rằng khí có thể chảy vào và ra khỏi các cấu trúc, và dự đoán rằng MOF có thể được chế tạo linh hoạt.

Trong khi đó, ông Yaghi đã tạo ra một MOF rất ổn định, và chứng minh rằng nó có thể được biến đổi bằng thiết kế hợp lý, mang lại cho nó những đặc tính mới và đáng mong đợi.

Sau những khám phá đột phá của những người đoạt giải, các nhà hóa học đã chế tạo hàng chục nghìn MOF khác nhau. Một trong số chúng có thể góp phần giải quyết một số thách thức lớn nhất của nhân loại, với các ứng dụng bao gồm tách PFAS khỏi nước, phân hủy dấu vết dược phẩm trong môi trường, thu giữ carbon dioxide hoặc thu nước từ không khí sa mạc.

Linh La (theo Nobel Prize)

 

news_is_not_ads=
TIN MỚI