Πώς «κολλάει» η ανακάλυψη που έλαβε το Νόμπελ Χημείας με το τσαντάκι της Ερμιόνης

Τρεις επιστήμονες κέρδισαν το Βραβείο Νόμπελ Χημείας την Τετάρτη για την ανάπτυξη νέων μοριακών δομών που μπορούν να παγιδεύουν τεράστιες ποσότητες αερίου στο εσωτερικό τους, θέτοντας τις βάσεις για την πιθανή απορρόφηση αερίων του θερμοκηπίου από την ατμόσφαιρα ή τη συλλογή υγρασίας από ερημικά περιβάλλοντα.

Ο Heiner Linke, πρόεδρος της επιτροπής που απένειμε το βραβείο, συνέκρινε τις δομές που ονομάζονται μεταλλικά-οργανικά πλαίσια με την φαινομενικά ατελείωτη μαγική τσάντα που κουβαλούσε η Ερμιόνη Γκρέιντζερ στη σειρά «Χάρι Πότερ».

Οι λάτρεις των βιβλίων και των ταινιών του μικρού μάγου Χάρι Πότερ πάντα ζήλευαν την τσάντα της Ερμιόνης, από την οποία έβγαζε και έβγαζε και έβγαζε με κάθε ευκαιρία διαφόρων ειδών πράγματα, που προφανώς και δεν χωρούσαν μέσα σε ένα μικρό γυναικείο τσαντάκι. Στους παλιότερους θύμιζε ένα άλλο τσαντάκι, αυτό του Sport Billy..

Η επιτροπή για το Νόμπελ δήλωσε ότι οι Susumu Kitagawa, Richard Robson και Omar M. Yaghi τιμήθηκαν για τις «πρωτοποριακές ανακαλύψεις» τους που «μπορεί να συμβάλουν στην επίλυση ορισμένων από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της ανθρωπότητας», από τη ρύπανση έως την έλλειψη νερού.

Ο Robson, 88 ετών, είναι συνεργάτης του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης στην Αυστραλία. Ο Kitagawa, 74 ετών, είναι συνεργάτης του Πανεπιστημίου του Κιότο στην Ιαπωνία, και ο Yaghi, 60 ετών, είναι συνεργάτης του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλεϊ.

Το έργο που κέρδισε το Νόμπελ Χημείας 2025

Οι χημικοί εργάστηκαν ξεχωριστά, αλλά συνέβαλαν ο ένας στις ανακαλύψεις του άλλου για δεκαετίες, ξεκινώντας από το έργο του Robson στη δεκαετία του 1980.

Οι επιστήμονες κατάφεραν να σχεδιάσουν σταθερές ατομικές δομές που διατηρούσαν οπές συγκεκριμένων μεγεθών που επέτρεπαν την είσοδο και έξοδο αερίων ή υγρών. Οι οπές μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να ταιριάζουν με το μέγεθος συγκεκριμένων μορίων που οι επιστήμονες ή οι μηχανικοί θέλουν να συγκρατήσουν στη θέση τους, όπως το νερό, το διοξείδιο του άνθρακα ή το μεθάνιο.

«Αυτό το επίπεδο ελέγχου είναι αρκετά σπάνιο στη χημεία», δήλωσε ο Kim Jelfs, χημικός στο Imperial College του Λονδίνου. «Είναι πραγματικά αποτελεσματικό για την αποθήκευση αερίων». Μια σχετικά μικρή ποσότητα της δομής — η οποία συνδυάζει μεταλλικούς κόμβους και οργανικές ράβδους, κάπως όπως τα εναλλάξιμα δομικά στοιχεία στα Tinker Toys — δημιουργεί πολλές οργανωμένες οπές και μια τεράστια επιφάνεια στο εσωτερικό της. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τον Jelfs, μερικά γραμμάρια μοριακού οργανικού πλαισίου μπορεί να έχουν επιφάνεια ίση με αυτή ενός γηπέδου ποδοσφαίρου, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να συγκρατήσει μόρια αερίου στη θέση τους.

«Εάν μπορείτε να αποθηκεύσετε τοξικά αέρια», είπε η πρόεδρος της American Chemical Society, Dorothy Phillips, «αυτό μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση των παγκόσμιων προκλήσεων».

Γιατί είναι σημαντική αυτή η εργασία

Σήμερα, ερευνητές σε όλο τον κόσμο διερευνούν δυνατότητες που περιλαμβάνουν τη χρήση των πλαισίων για την απομάκρυνση των αερίων του θερμοκηπίου από την ατμόσφαιρα και της ρύπανσης από βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Μια άλλη δυνατότητα είναι η χρήση τους για τη συλλογή υγρασίας από τον αέρα της ερήμου, ίσως για να παρέχουν κάποτε καθαρό πόσιμο νερό σε άνυδρες περιοχές.

Οι επιστήμονες ερευνούν επίσης τη χρήση των δομών για στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων. Η ιδέα είναι να τα φορτώσουν με φάρμακα που μπορούν να απελευθερωθούν αργά μέσα στο σώμα. «Θα μπορούσε να είναι ένας καλύτερος τρόπος για τη συνεχή χορήγηση χαμηλών δόσεων», όπως με τα φάρμακα για τον καρκίνο, δήλωσε ο David Pugh, χημικός στο King's College του Λονδίνου.

Η έρευνα «θα μπορούσε να είναι πραγματικά πολύτιμη» σε πολλές βιομηχανίες, είπε. Ωστόσο, «υπάρχουν ακόμα προκλήσεις όταν μεταφέρετε αυτό το αποτέλεσμα από το εργαστήριο στον πραγματικό κόσμο». Για παράδειγμα, πολλές από τις δομές αποθηκεύουν το μεγαλύτερο μέρος του αερίου και του υγρού σε περιβάλλοντα πολύ χαμηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, είπε.

Σήμερα, τα μεταλλικά-οργανικά πλέγματα χρησιμοποιούνται ήδη με κάποιους εκπληκτικούς τρόπους, όπως ως μέρος του υλικού συσκευασίας για τη διατήρηση της φρεσκάδας των φρούτων κατά τη διάρκεια μακρινών μεταφορών, απελευθερώνοντας σταδιακά χημικές ουσίες που επιβραδύνουν τη διαδικασία ωρίμανσης.

Με πληροφορίες από Associated Press

Διαβάστε επίσης