Nobelovu cenu za chemii za rok 2025 získali vědci, kteří vytvořili revoluční materiály s mikroskopickými dutinami schopnými zachytit plyny, čistit vodu nebo skladovat energii. Jejich práce s metalo-organickými strukturami (MOF) otevírá cestu k novým řešením klimatických i technologických výzev.
Královská švédská akademie věd se rozhodla udělit Nobelovu cenu za chemii za rok 2025 Susumu Kitagawovi z Kjótské univerzity v Japonsku, Richardu Robsonovi z Melbournské univerzity v Austrálii a Omaru M. Yaghimu z Kalifornské univerzity v USA za vývoj metalo-organických struktur.
Nositelé Nobelovy ceny za chemii za rok 2025 vytvořili molekulární struktury s velkými prostory, kterými mohou proudit plyny a další chemické látky. Tyto metalo-organické struktury lze využít k získávání vody z pouštního vzduchu, zachycování oxidu uhličitého, skladování toxických plynů nebo katalyzování chemických reakcí.
Susumu Kitagawa, Richard Robson a Omar Yaghi vyvinuli novou formu molekulární architektury. V jejich strukturách fungují kovové ionty jako pilíře držené pohromadě dlouhými organickými (uhlíkovými) molekulami. Společně se kovové ionty a molekuly uspořádávají do krystalů s velkými dutinami.
Tyto porézní materiály se nazývají metalo-organické struktury (MOF). Změnou stavebních bloků MOFů je mohou chemici navrhnout tak, aby zachycovaly a uchovávaly specifické látky. MOFy mohou také řídit chemické reakce nebo vést elektřinu.
BREAKING NEWS
The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2025 #NobelPrize in Chemistry to Susumu Kitagawa, Richard Robson and Omar M. Yaghi “for the development of metal–organic frameworks.” pic.twitter.com/IRrV57ObD6— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 8, 2025
„Kovově-organické struktury mají obrovský potenciál a poskytují dosud nepředpokládané možnosti pro materiály na míru s novými funkcemi,“ řekl předseda Nobelova výboru pro chemii Heiner Linke.
Vše začalo v roce 1989, kdy Richard Robson experimentoval s využitím přirozených vlastností atomů novým způsobem. Spojil kladně nabité ionty mědi se čtyřramennou molekulou, která měla na konci každého ramene chemickou skupinu, jež byla přitahována ionty mědi. Po spojení se spojily a vytvořily velký úhledný krystal. Byl jako diamant vyplněný nesčetnými dutinami.
Robson okamžitě rozpoznal potenciál své molekulární konstrukce, která však byla nestabilní a snadno se rozpadala. Susumu Kitagawa a Omar Yaghi však položili pevné základy této konstrukční metody; v letech 1992 až 2003 učinili samostatně řadu převratných objevů.
Kitagawa prokázal, že plyny mohou proudit dovnitř a ven z konstrukcí, a předpověděl, že MOFy mohou být flexibilní. Yaghi vytvořil velmi stabilní MOF a ukázal, že jej lze modifikovat racionální konstrukcí, čímž získá nové a žádoucí vlastnosti.
Po převratných objevech laureátů chemici vytvořili desítky tisíc různých MOFů. Některé z nich by mohly pomoci vyřešit některé z největších výzev lidstva, včetně oddělování PFAS od vody, odbourávání stopových množství léčiv v životním prostředí, zachycování oxidu uhličitého nebo získávání vody z pouštního vzduchu.
Kovově-organické struktury (MOF) jsou typem porézního materiálu, který upoutal pozornost vědecké komunity pro svou schopnost řešit kritické problémy životního prostředí. Významným příkladem je jejich použití při zachycování oxidu uhličitého (CO2), skleníkového plynu, který přispívá ke změně klimatu. MOFy lze navrhnout tak, aby selektivně zachycovaly CO2 ze směsí plynů, což by mohlo mít zásadní význam pro snížení průmyslových emisí a zmírnění globálního oteplování.
MOFy mají navíc potenciální využití při čištění vody. Lze je například použít k odstraňování perzistentních organických znečišťujících látek, jako jsou perfluoroalkylované sloučeniny (PFAS), které se běžnými metodami odstraňují obtížně. Schopnost MOF adsorbovat tyto toxické sloučeniny by mohla způsobit revoluci ve způsobu úpravy pitné vody.
V oblasti energetiky se MOFy zkoumají také jako materiály pro skladování vodíku, čistého paliva, které by mohlo hrát klíčovou roli při přechodu na obnovitelnou energii. Vysoká pórovitost MOFů umožňuje skladovat velké množství vodíku při nízkých tlacích, což je nezbytné pro jejich bezpečné a účinné využití.
Práce Kitagawy, Robsona a Yaghiho nejenže otevřela nové možnosti v materiálové chemii, ale také položila základy technologických inovací, které by mohly změnit celá průmyslová odvětví. Jejich příspěvek k vývoji MOFů představuje významný pokrok při hledání udržitelných řešení environmentálních a energetických výzev 21. století.