Una nova classe de materials amb múltiples aplicacions, entre les quals la d’extreure aigua de l’aire del desert, ha estat reconeguda amb el premi Nobel de Química d’aquest any. Els premiats són el japonès Susumu Kitagawa (ara a la Universitat de Kyoto), el britànic Richard Robson (a la Universitat de Melbourne, a Austràlia) i Omar Yaghi (a la Universitat de Califòrnia a
Berkeley, que té triple naciona-
litat jordana, saudita i dels Estats Units).
Han rebut el premi “pel descobriment de les metal-organic frameworks ” (xarxes metal·loorgàniques, conegudes com a MOF), segons el veredicte de la Reial Acadèmia Sueca de Ciències, que concedeix el guardó.
Guardonats Omar Yaghi (Jordània-EUA), Susumu Kitagawa (Japó) i Richard Robson (Regne Unit)
“Han creat construccions moleculars amb grans espais per on poden fluir gasos i altres compostos”, destaca l’acadèmia sueca. “Aquestes construccions es poden fer servir per recollir aigua de l’aire del desert, capturar diòxid de carboni, emmagatzemar gasos tòxics o catalitzar reaccions químiques”.
“Tenen un potencial enor-me”, va destacar ahir Heiner Linke, president del Comitè
Nobel de Química. “Aporten oportunitats insospitades per
a materials ja existents, [que
adquireixen] noves funcions”.
Segons l’acadèmia sueca, les MOF “poden contribuir a resoldre alguns dels reptes més grans de la humanitat, amb aplicacions que inclouen separar els PFAS de l’aigua [pels compostos perfluoroalquilats, coneguts com a contaminants eterns] o degradar restes de fàrmacs al medi ambient”, a més de capturar CO2de l’atmosfera per mitigar el canvi climàtic i obtenir aigua al desert.
Les MOF són estructures tridimensionals amb cavitats grans a escala molecular. Estan formades per ions metàl·lics units per llargues molècules orgàniques. Modificant els components
que es fan servir per construir-los es poden dissenyar a mida per capturar compostos químics específics.
El britànic Richard Robson va ser qui, treballant ja a la Universitat de Melbourne, va inaugurar aquest camp de recerca. El 1989, després d’haver-hi pensat quinze anys, va dur a terme la idea de combinar ions de coure amb molècules que tenien quatre braços. Cadascun dels braços tenia, a l’extrem, un component que atreia més ions de coure. D’aquesta manera, va obtenir una estructura ordenada amb espais a dins.
Robson era conscient del potencial del descobriment si es resolia un problema d’enginyeria química: les estructures que creava eren inestables i es desfeien fàcilment, cosa que en limitava l’ús pràctic. Susumu Kitagawa i Omar Yaghi, treballant de manera independent al Japó i als EUA, van trobar les solucions en una sèrie d’investigacions presentades entre el 1992 i el 2003.
Yaghi, que treballava a la Universitat Estatal d’Arizona, va aconseguir crear MOF altament estables que resistien temperatures de més de 300 graus i va demostrar que es podien modificar racionalment perquè tinguessin les propietats desitjades.
Kitagawa, que treballava a la Universitat Kindai a Osaka, va demostrar que els gasos podien entrar i sortir de les MOF i es va adonar que aquestes construccions podien ser flexibles. Curiosament, gran part dels seus projectes de recerca no van aconseguir finançament perquè els avaluadors van considerar que no tindrien cap utilitat.
Des d’aleshores, químics d’arreu de l món “han construït desenes de milers de MOF diferents”, destaca l’acadèmia sueca.
Yaghi va ser qui va encunyar el terme metal- organic framework en un article publicat a Nature el 1995. També va crear una MOF amb què va recollir aigua de l’aire al desert d’Arizona.
El camp de les MOF era considerat des de fa alguns anys
un clar candidat a ser reconegut amb el Nobel. Yaghi, i fins a
cert punt Kitagawa i Robson,
havia rebut alguns dels premis més importants del món en
química, entre els quals el
Wolf, considerat l’avantsala
del Nobel. A España Yaghi va
rebre el 2018 el premi Fundació BBVA Fronteres del Coneixement en la categoria de Ciències Bàsiques.
