Susumu Kitagawa, Omar Yaghi y Richard Robson ganaron el Nobel de química 2025 por el desarrollo de estructuras organometálicas.Créditos: Kota Kawasaki/Yomiuri Shimbun vía AP/Alamy, Brittany Hosea-Small/UC Berkeley, Paul Burston/Universidad de Melbourne
Tres científicos que desarrollaron una clase de materiales extremadamente porosos conocidos como estructuras metalorgánicas (MOF) han ganado el Premio Nobel de Química de este año.
Susumu Kitagawa de la Universidad de Kyoto en Japón, Richard Robson de la Universidad de Melbourne, Australia, y Omar Yaghi de la Universidad de California, Berkeley, compartirán el premio de 11 millones de coronas suecas (1,2 millones de dólares estadounidenses) por inventar una nueva forma de arquitectura molecular. Debido a que tienen una superficie interna tan amplia, los MOF podrían usarse para almacenar gases, actuar como catalizadores y administrar medicamentos, entre muchas otras aplicaciones.
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«Los galardonados de este año… han encontrado formas de crear materiales, materiales completamente nuevos, con grandes cavidades en su interior», dijo el presidente del comité Nobel, Heiner Linke, nanofísico de la Universidad de Lund en Suecia, en una conferencia de prensa para anunciar el premio. «Una pequeña cantidad de este material puede ser casi como el bolso de Hermione en Harry Potter: puede almacenar enormes cantidades de gas en un volumen minúsculo».
Desde entonces, los químicos han creado más de 100.000 tipos diferentes de MOF y han imaginado muchas aplicaciones comerciales. «Se podrían crear materiales que pudieran separar el dióxido de carbono del aire o de los tubos de escape de la industria. O que podrían usarse para separar moléculas tóxicas de las aguas residuales», dijo Linke. «Ya estamos viendo que están surgiendo varias aplicaciones, además de haber aprendido mucho de estos materiales desde una perspectiva de química básica», dice Wendy Queen, química del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana.
Kitagawa dijo a los periodistas en el anuncio que llevó a cabo esta investigación debido a su impacto potencial en la sociedad, pero también por la pura diversión que supone. «Me siento profundamente honrado de que se haya reconocido mi larga investigación», dijo.
En rueda de prensa, Yaghi dijo que recibió la llamada de Estocolmo en un aeropuerto mientras esperaba su equipaje. «No puedes prepararte para un momento como ese», dijo. «La noticia me sorprendió y me encantó».
Polímeros porosos
El concepto MOF fue desarrollado por primera vez por Robson en los años 1980. Inspirándose en la estructura de los cristales de diamante, en los que cada átomo de carbono se une a otros cuatro átomos de carbono, él y su colaborador Bernard Hoskins diseñaron un material hecho de módulos de forma piramidal, con átomos de cobre unidos por moléculas orgánicas.1,2.
A principios de la década de 1990, Kitagawa desarrolló MOF que podían llenarse con agua y que eran lo suficientemente estables como para no alterarse si posteriormente se secaban y se llenaban con gas. Una de las propiedades cruciales de los MOF es que los materiales que llenan sus huecos no se adhieren demasiado a las estructuras, lo que hace posible sacarlos fácilmente. «La energía es muy importante para esta tecnología», dijo Kitagawa. También se dio cuenta de que las estructuras podían cambiar de forma dependiendo de si estaban llenas o no, y en respuesta a cambios ambientales como la temperatura o la exposición a la luz.3.
Casi al mismo tiempo, Yaghi acuñó el término «estructura metal-orgánica».4 y desarrollaron enlazadores hechos con grupos carboxilato, que ayudaron a que las estructuras fueran más estables, incluso a temperaturas de hasta 300 ˚C. También pudo crear MOF con estructura cúbica.5 y otros con enlaces mucho más largos, que tenían la superficie interna de un campo de fútbol en tan solo unos pocos gramos de polvo sólido.
Un MOF puede tener una superficie de 7.000 metros cuadrados por gramoaproximadamente equivalente a 1,3 campos de fútbol, en el espacio entre un dedo índice y un pulgar curvados. «La gente vio inmediatamente las oportunidades de poder utilizarlos para aplicaciones de almacenamiento y separación de gases», dice Christian Doonan, químico de la Universidad de Adelaida en Australia, que fue investigador postdoctoral en el grupo de Yaghi.
El trabajo de Yaghi “desarrolló la química de modo que se pudieran sacar todas las moléculas de los poros de estos materiales y permanecerían permanentemente porosas”, dice Doonan. «Eso es lo que realmente despertó el interés de personas fuera del estrecho campo de la química inorgánica. Despertó el interés de personas de todos los subcampos de la química».
