خبر کامل
نوبل شیمی ۲۰۲۵ به سه دانشمند برای ابداع چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) اهدا شد
اعطای نوبل شیمی ۲۰۲۵ به معماران مولکولی؛ انقلابی در ذخیره‌سازی مواد
مراسم اهدای «جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵» با تجلیل از سه دانشمند پیشگام در حوزه معماری مولکولی و توسعه چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) به پایان رسید. این کشف انقلابی، پتانسیل عظیمی برای حل چالش‌های جهانی از جمله تغییرات اقلیمی و کمبود آب دارد.
MOFها: ساختارهای سه‌بعدی با ظرفیت ذخیره‌سازی بی‌نظیر
جایزه نوبل شیمی امسال به توسعه‌دهندگان چارچوب‌های آلی فلزی (MOF) اهدا شد. این مواد، ساختارهای سه‌بعدی متخلخلی هستند که از اتصال خوشه‌های فلزی به مولکول‌های آلی شکل می‌گیرند. ویژگی منحصربه‌فرد MOFها، توانایی آن‌ها در به دام انداختن مقادیر عظیمی از گازها و مایعات در منافذ بسیار ریز خود است.
این قابلیت‌های استثنایی، MOFها را به ابزاری قدرتمند در برابر چالش‌های حیاتی جهانی مانند بحران‌های اقلیمی، محدودیت منابع آبی و نیازهای انرژی تبدیل کرده است و توجه گسترده‌ای را در سطح تحقیقاتی و صنعتی به خود جلب نموده است.
برندگان نوبل شیمی ۲۰۲۵ و پیشینه کشف
کمیته نوبل روز چهارشنبه در استکهلم سوئد، اعلام کرد که جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵ به‌طور مشترک به سه شخصیت علمی برجسته اهدا شده است:
- پروفسور سوسومو کیتاگاوا (Susumu Kitagawa) از دانشگاه کیوتو ژاپن
- پروفسور ریچارد رابسون (Richard Robson) از دانشگاه ملبورن استرالیا
- پروفسور عمر یاغی (Omar Yaghi) از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی
دلیل این تقدیر، تحقیقات پیشگامانه آن‌ها در توسعه چارچوب‌های آلی فلزی (Metal-Organic Frameworks) بود که نوعی معماری مولکولی محسوب می‌شود. کمیته نوبل برای توصیف ظرفیت بالای این ساختارها در جای دادن حجم زیاد ماده در فضایی کوچک، آن را به کیف دستی هرماینی گرنجر در مجموعه هری پاتر تشبیه کرد.
مسیر توسعه MOFها: از فرضیه تا کاربرد
تاریخچه این کشف به دهه‌ها پیش بازمی‌گردد:
- ریچارد رابسون (۱۹۷۴): ایده اتصال انواع مختلف مولکول‌ها را مطرح کرد و در دهه ۱۹۸۰ با استفاده از مس، فرضیه خود را آزمایش نمود و امکان ایجاد ساختارهای منظم و متخلخل را اثبات کرد.
- سوسومو کیتاگاوا (۱۹۹۷): با الهام از یافته‌های رابسون، بر ساختارهای مولکولی متخلخل متمرکز شد و موفق به ساخت مولکولی شد که قابلیت جذب و رهاسازی گازهایی نظیر متان، نیتروژن و اکسیژن را داشت.
- عمر یاغی: با تکیه بر پژوهش‌های پیشین، چارچوب آلی فلزی کاملاً جدیدی به نام MOF-5 را توسعه داد که به سرعت به یک نمونه کلاسیک و مرجع در شیمی تبدیل شد.
کیم جلفس، پرفسور شیمی در امپریال کالج لندن، تأکید کرده است که تا امروز بیش از ۱۰۰,۰۰۰ نوع چارچوب آلی فلزی شناسایی شده‌اند. نکته شگفت‌انگیز این است که یک گرم از ماده MOF می‌تواند مساحتی معادل یک زمین فوتبال را در داخل منافذ خود جای دهد.
کاربردهای متحول‌کننده MOFها در مواجهه با بحران‌های جهانی
پژوهش‌های این دانشمندان، کاربردهای عملی گسترده‌ای در جهان واقعی دارند که می‌تواند راهکاری برای مقابله با چالش‌های بزرگ باشد. کمیته نوبل به‌طور خاص بر توانایی این مواد در موارد زیر تأکید کرد:
MOFها قادرند آب را مستقیماً از هوای بیابان جذب کنند، کربن دی‌اکسید را به دام اندازند، گازهای سمی را ذخیره سازند یا واکنش‌های شیمیایی را با کارایی بالا کاتالیز نمایند.
گروه تحقیقاتی عمر یاغی نمونه‌ای عملی از این قابلیت‌ها را به نمایش گذاشت؛ آن‌ها توانستند با استفاده از MOF، بخار آب را از هوای خشک بیابان آریزونا جذب کرده و سپس آب قابل شرب جمع‌آوری نمایند. این دستاورد، چشم‌اندازهای جدیدی برای تأمین آب در مناطق خشک جهان ایجاد می‌کند.
علاوه بر این، این فناوری نقشی حیاتی در مبارزه با تغییرات اقلیمی از طریق جذب انتخابی دی‌اکسید کربن از اتمسفر ایفا خواهد کرد. از دیگر کاربردهای بالقوه می‌توان به حذف مواد شیمیایی دائمی (مانند PFAS) از منابع آبی و تجزیه مؤثر بقایای داروها در محیط زیست اشاره نمود.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
