2025 Nobel Kimya Ödülü sahiplerini buldu: Ödül neye verildi?

Toplam 11 milyon İsveç kronu (yaklaşık 49 milyon TL) değerindeki ödül, bilim insanlarının metal-organik iskeletler (MOF – Metal-Organic Frameworks) alanındaki öncü çalışmalarına atfedildi.

MOLEKÜLER KAFESLERDE DEVRİM

MOF’lar, yapılarında mikroskobik boşluklar barındıran kristal materyaller. Bu boşluklar, birkaç angströmden (santimetrenin yüz milyon’da biri) birkaç nanometreye (milimetrenin milyonda biri) kadar değişen genişliklere sahip. İnsan gözünün ve çoğu mikroskobun göremeyeceği kadar küçük olan bu boşluklar, gazlardan ilaç moleküllerine kadar farklı maddeleri barındırabilecek mükemmel büyüklükte.

Bilim insanlarının keşfi, yeşil teknolojiler için büyük umut vadediyor. Çöl havasından su elde etmekten karbondioksit yakalamaya, hidrojen depolamaktan katalizör geliştirmeye kadar geniş bir uygulama yelpazesi söz konusu.

YARIM YÜZYILLIK YOLCULUK

MOF’ların kökeni 1950’lerin sonunda keşfedilen “koordinasyon polimerlerine” dayanıyor. Ancak bu ilk materyaller boşluk içermiyordu.

1980’lerin sonlarında Richard Robson’un ekibi, koordinasyon polimerlerinin sıvı moleküllerle dolu üç boyutlu kafesler oluşturabileceğini gösterdi.

1990’ların ortasında Omar Yaghi’nin grubu, çözücü moleküller çıkarılsa bile yapının çökmediğini ispatladı. Bu, bilim dünyasında büyük bir sürpriz oldu.

1997’de Susumu Kitagawa, bu boşlukların gaz moleküllerini absorbe edebildiğini, hatta gaz giriş çıkışıyla yapının genişleyip daralabildiğini ortaya koydu.

Bu çalışmalar, modern MOF kimyasının temellerini attı. Bugün konuyla ilgili binlerce bilimsel makale yayımlanmış durumda.

YEŞİL TEKNOLOJİ VE ÖTESİ

MOF’ların en dikkat çekici kullanım alanı gaz depolama. Hidrojenin yoğun şekilde depolanması, özellikle yakıt hücreli araçlar için büyük avantaj sağlıyor. Ayrıca karbondioksit tutma ve zararlı gaz karışımlarını ayırmada da çığır açıcı çözümler sunuyorlar.

Bunun yanı sıra katalizör olarak kimyasal reaksiyonlarda, ilaç taşıma ve kontrollü salımda, piller ve ısı depolama sistemlerinde, kimyasal sensörlerde kullanılabiliyor. Uzmanlara göre potansiyel henüz tam anlamıyla keşfedilmiş değil; MOF’ların gelecekte çok daha fazla alanda karşımıza çıkması bekleniyor.

Bugün hâlâ MOF araştırmaları, malzeme kimyasının en popüler alanlarından biri olarak kabul ediliyor. Nobel Komitesi, Kitagawa, Robson ve Yaghi’nin keşiflerinin yalnızca bilimsel bir başarı değil, aynı zamanda iklim değişikliğiyle mücadele ve sürdürülebilir enerji için de kritik önem taşıdığını vurguladı.