Il Nobel per la Chimica 2025 è stato assegnato a tre eminenti scienziati, Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi, per il loro straordinario contributo nello sviluppo di materiali innovativi che possono avere un impatto significativo nel settore dell’energia e dell’ambiente. Questa onorificenza riconosce in particolare la scoperta delle strutture metallo-organiche (MOF), una classe di materiali caratterizzati da ampi spazi interni che facilitano il passaggio di gas e altre sostanze chimiche.
Le strutture metallo-organiche hanno aperto la strada a innovazioni fondamentali per affrontare alcune delle sfide più pressanti della nostra epoca. Questi materiali offrono soluzioni promettenti per la lotta contro la desertificazione, poiché possono estrarre acqua dall’aria anche in ambienti aridi. Inoltre, i MOF svolgono un ruolo chiave nella decarbonizzazione, catturando anidride carbonica e contribuendo così alla mitigazione dei cambiamenti climatici. Infine, sono utilizzabili per l’immagazzinamento di gas tossici e per catalizzare reazioni chimiche, rendendoli materiali versatili e di grande valore in diversi settori industriali.
Chi sono i tre premiati
Susumu Kitagawa, 74 anni, è nato il 4 luglio 1951 a Kyoto, Giappone. Dopo aver conseguito il dottorato in chimica presso l’Università di Kyoto, ha lavorato in diverse istituzioni, tra cui l’Università di Kindai e la Tokyo Metropolitan University. Nel 1998, è diventato professore di chimica inorganica funzionale all’Università di Kyoto, dove ha co-fondato nel 2007 l’Institute for Integrated Cell-Material Sciences, che dirige ancora oggi. La sua ricerca si è concentrata sulle strutture porose e sul perfezionamento della chimica che le regola, aprendo la strada a nuove applicazioni pratiche.
Richard Robson, 88 anni, è nato il 4 giugno 1937 a Glusburn, Gran Bretagna. Attualmente è affiliato all’Università di Melbourne, in Australia, dove ha trascorso gran parte della sua carriera accademica. Dopo aver conseguito il dottorato presso l’Università di Oxford, Robson ha proseguito i suoi studi negli Stati Uniti, prima al California Institute of Technology (Caltech) e poi all’Università di Stanford. Nel 1966 si è trasferito in Australia, dove ha accettato una cattedra in chimica presso l’Università di Melbourne. Robson è stato uno dei pionieri nella preparazione di materiali che simulano le strutture molecolari, utilizzando modelli didattici che hanno stimolato la curiosità scientifica dei suoi studenti.
Omar M. Yaghi, 60 anni, è nato il 9 febbraio 1965 ad Amman, Giordania, da una famiglia di profughi palestinesi provenienti da Gaza. Attualmente, Yaghi insegna chimica all’Università della California a Berkeley e lavora anche presso il Lawrence Berkeley National Laboratory. Laureato nel 1985 alla State University of New York (SUNY) di Albany, ha conseguito il dottorato all’Università di Harvard nel 1990. Negli anni, ha ricoperto ruoli accademici in diverse università, inclusa l’Arizona State University e l’Università della California a Los Angeles. Il suo lavoro ha portato alla realizzazione di strutture metallo-organiche con ampie cavità interne e stabilità a elevate temperature, dimostrando il potenziale di queste molecole in applicazioni pratiche.
Da un modello in legno l’idea di nuove molecole
L’idea che ha portato alla creazione di nuovi materiali porosi è emersa da un semplice modellino di legno. Nel 1974, Richard Robson iniziò a utilizzare palline di legno e bastoncini per insegnare ai suoi studenti come costruire strutture molecolari. Ogni pallina di legno era forata con precisione per simulare i legami chimici tra gli atomi. Questa esperienza didattica si rivelò fondamentale: Robson si rese conto che la posizione dei fori conteneva un’enorme quantità di informazioni e cominciò a riflettere su cosa sarebbe accaduto se avesse collegato molecole invece di atomi.
Dopo anni di esperimenti e riflessioni, Robson pubblicò nel 1989 un articolo sul Journal of the American Chemical Society, in cui descriveva la sua scoperta e le potenzialità future di questa nuova chimica per la costruzione di materiali con proprietà innovative. Negli anni successivi, continuò a lavorare su strutture molecolari con cavità riempite di varie sostanze, dimostrando che i gas potevano fluire attraverso di esse, aprendo così la strada a nuove applicazioni.
Parallelamente, nel 1992, Susumu Kitagawa iniziò a esplorare le strutture porose, perfezionando la loro chimica senza considerare inizialmente le possibili applicazioni pratiche. Tuttavia, fu nel 1999 che Omar Yaghi dimostrò concretamente il potenziale delle strutture metallo-organiche. Le sue ricerche portarono alla creazione di MOF con ampie cavità interne, capaci di resistere a temperature elevate.
Nel 2002 e 2003, Yaghi pubblicò articoli sulle riviste Science e Nature che evidenziavano la possibilità di modificare i MOF per conferirgli proprietà diverse. Un momento cruciale nella sua carriera fu quando utilizzò uno dei suoi materiali per raccogliere acqua dall’aria nel deserto dell’Arizona, dimostrando l’applicabilità pratica delle sue scoperte. Questi sviluppi non solo hanno trasformato il campo della chimica, ma hanno anche aperto nuove strade per affrontare sfide globali in ambito ambientale e energetico.