შვედეთის მეცნიერებათა სამეფო აკადემიის გადაწყვეტილებით, 2025 წლის ნობელის პრემია ქიმიაში სამ მეცნიერს გადაეცემა — იაპონელ სუსუმუ კიტაგავას (კიოტოს უნივერსიტეტი), ავსტრალიელ რიჩარდ რობსონს (მელბურნის უნივერსიტეტი) და ამერიკელ ომარ იაღის (კალიფორნიის უნივერსიტეტი, ბერკლი) ლითონ-ორგანული ჩარჩოების შემუშავებისთვის.
ლაურეატებმა შექმნეს მოლეკულური კონსტრუქციები დიდი სივრცეებით, რომლებში გავლაც შეუძლია აირესა და სხვა ქიმიურ ნივთიერებებს. ამ კონსტრუქციების, იგივე ლითონ-ორგანული ჩარჩოების გამოყენება შესაძლებელია უდაბნოს ჰაერიდან წყლის მოსაპოვებლად, ნახშირორჟანგის შთანთქმისთვის, ტოქსიკური აირების შესანახად ან ქიმიური რეაქციების კატალიზებისთვის.
სუსუმუ კიტაგავამ, რიჩარდ რობსონმა და ომარ იაღიმ შეიმუშავეს მოლეკულური არქიტექტურის ახალი ფორმა. მათ მიერ შექმნილ კონსტრუქციებში, ლითონის იონები ფუნქციონირებენ როგორც ქვაკუთხედები, რომლებიც დაკავშირებულია გრძელი ორგანული (ნახშირბადის ფუძეზე დაფუძნებული) მოლეკულებით. ერთობლივად, ლითონის იონები და მოლეკულები ისეა ორგანიზებული, რომ წარმოქმნიან დიდი ღრუების მქონე კრისტალებს. ამ ფოროვან მასალებს ლითონ-ორგანულ ჩარჩოებს (MOF) უწოდებენ. მათში გამოყენებული საშენი მასალების ცვლილებით, ქიმიკოსებს შეუძლიათ, ისინი გარდაქმნან კონკრეტული ნივთიერებების „ჩასაჭერად“ და შესანახად. ლითონ-ორგანულ ჩარჩოებს ასევე შეუძლიათ ქიმიური რეაქციების წარმართვა და ელექტროდენის გატარება.
„ლითონ-ორგანულ ჩარჩოებს უზარმაზარი პოტენციალი აქვს — მოაქვს აქამდე წარმოუდგენელი შესაძლებლობები სპეციალურად დამზადებული მასალებისთვის, თანაც ახალი ფუნქციებით“, — ამბობს ნობელის ქიმიის კომიტეტის თავმჯდომარე ჰაინერ ლინკე.
ყველაფერი 1989 წელს დაიწყო, როცა რიჩარდ რობსონმა ატომების თანდაყოლილი თვისებების ახლებურად გამოყენება დატესტა. მან დადებითად დამუხტული სპილენძის იონები ოთხმკლავიან მოლეკულასთან გააერთიანა; ეს იყო ქიმიური ჯგუფი, რომელსაც თითოეული მკლავის ბოლოში სპილენძის იონი ჰქონდა მიბმული.
როდესაც ისინი შეერთდნენ, ისე შეკავშირდნენ, რომ წარმოიქმნა კარგად მოწესრიგებული, ფართო კრისტალი. ის უთვალავი სიღრუით სავსე ბრილიანტს ჰგავდა.
რობინსონი მაშინვე მიხვდა ამ მოლეკულური კონსტრუქციის პოტენციალს, მაგრამ ის არასტაბილური იყო და ადვილად იშლებოდა. თუმცა, სუსუმუ კიტაგავამ და ომარ იაღიმ მშენებლობის ამ მეთოდს მყარი საფუძველი მისცეს; 1992-2003 წლებში, მათ გააკეთეს ერთმანეთისგან დამოუკიდებელი აღმოჩენების რევოლუციური სერია. კიტაგავამ აჩვენა, რომ ამ კონსტრუქციებში აირებს შეუძლია შესვლა-გასვლა და იწინასწარმეტყველა, რომ შესაძლებელია მოქნილი ლითონ-ორგანულ ჩარჩოების გაკეთება. იაღიმ შექმნა ძლიერ სტაბილური ლითონ-ორგანული ჩარჩოები და აჩვენა, რომ მისი მოდიფიცირება შესაძლებელია რაციონალური დიზაინით, რამაც მას ახალი და სასურველი თვისებები შესძინა.
ლაურეატების რევოლუციური აღმოჩენების შემდეგ, ქიმიკოსებმა ათობით ათასი სხვადასხვა ლითონ-ორგანული ჩარჩო შექმნეს. ზოგიერთმა მათგანმა შეიძლება გადაჭრას კაცობრიობის ზოგიერთი უდიდესი გამოწვევა; მათ შორის, მათი გამოყენებით შესაძლოა წყლიდან გამოცალკევდეს PFAS მავნე ქიმიური ნივთიერებები, გარემოში დაიშალოს ფარმაცევტულ საშუალებათა ნარჩენები, შთაინთქას ნახშირორჟანგი ან უდაბნოა ჰაერიდან მოვიპოვოთ წყალი.
მომზადებულია nobelprize.org-ის მიხედვით.
