به نقل از Sustainability Times،  سه دانشمند برجسته به دلیل توسعهٔ یکی از شگفت‌انگیزترین فناوری‌های علم مواد یعنی «چارچوب‌های فلزی – آلی» یا MOFs برنده جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵ شدند؛ موادی که می‌توانند گازها را درون حفره‌های میکروسکوپی ذخیره کنند و در آینده‌ای نه‌چندان دور، نقشی کلیدی در کاهش گازهای گلخانه‌ای و مدیریت محیط‌زیست ایفا کنند.

 «سوسومو کیتاگاوا»، «ریچارد رابسون» و «عمر یاگی» به‌خاطر پژوهش‌هایی که آغاز آن به دهه ۱۹۸۰ بازمی‌گردد، مفتخر به دریافت این جایزه شدند. دستاورد آن‌ها با فناوری‌های خیالی فیلم‌ها و کتاب‌ها مقایسه شده است؛ تا جایی که دانشمندان توانایی این مواد در ذخیرهٔ حجم عظیمی از گاز در فضایی بسیار کوچک را به کیف جادویی «هرماینی» در دنیای «هری پاتر» تشبیه کرده‌اند.

 کشف انقلابی که علم مواد را متحول کرد

 آغاز این مسیر علمی به سال ۱۹۸۹ بازمی‌گردد؛ زمانی که ریچارد رابسون با ترکیب اتم‌های مس و یک مولکول آلی، کریستالی ساخت که ساختاری لانه‌زنبوری با حفره‌های بسیار ریز داشت. این ساختار پایهٔ توسعهٔ موادی شد که امروز آن‌ها را با نام چارچوب‌های فلزی – آلی (Metal-Organic Frameworks – MOFs) می‌شناسیم.

 MOFها از یون‌های فلزی و مولکول‌های آلی تشکیل شده‌اند که به‌صورت شبکه‌ای منظم در کنار هم قرار گرفته‌اند و فضایی گسترده در مقیاس نانومتری برای ذخیرهٔ گاز ایجاد می‌کنند. در واقع آن‌ها می‌توانند حجم زیادی از گاز را در فضایی بسیار کوچک ذخیره کنند، بی‌آنکه قوانین فیزیک را نقض کنند.

 در دههٔ ۱۹۹۰، «عمر یاگی» و «سوسومو کیتاگاوا» این فناوری را با افزایش پایداری، انعطاف‌پذیری و قابلیت اصلاح این چارچوب‌ها تکامل دادند. همین ویژگی‌هاست که امروز MOFها را به یکی از امیدبخش‌ترین مواد در علوم محیطی، انرژی و صنایع شیمیایی تبدیل کرده است.

 کاربردها: از جذب دی‌اکسیدکربن تا تصفیهٔ محیط‌زیست

 موفقیت MOFها فقط به ذخیرهٔ گاز محدود نمی‌شود. پژوهشگران از این ساختارها برای جذب گازهای سمی در صنایع نیمه‌رسانا، جمع‌آوری آب از هوای خشک، و حتی تسریع واکنش‌های شیمیایی پیچیده استفاده کرده‌اند.

 یکی از مهم‌ترین کاربردهای این فناوری، تجزیهٔ ترکیبات شیمیایی خطرناک مانند «پلاستیک‌های مقاوم PFA» و آلاینده‌های دارویی در آب است. همچنین آزمایش‌های جدیدی در حال انجام است تا از MOFها برای جذب مستقیم دی‌اکسیدکربن از دودکش‌های صنعتی استفاده شود؛ راهکاری که می‌تواند تأثیر چشمگیری در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و مقابله با تغییرات اقلیمی داشته باشد.

 کیتاگاوا در مراسم دریافت جایزه گفت: «رؤیای من این است که بتوانیم اجزای هوا را – از جمله دی‌اکسیدکربن و اکسیژن – جدا کنیم و با کمک انرژی‌های تجدیدپذیر به منابع ارزشمند تبدیل نماییم.»

 تقدیر از دهه‌ها پژوهش و نوآوری

 مراسم اهدای جایزه نوبل شیمی در استکهلم سوئد برگزار شد؛ جایی که آکادمی سلطنتی علوم سوئد با تجلیل از دهه‌ها تلاش علمی، این جایزه را به سه دانشمند پیش‌گام اهدا کرد. جایزه شامل ۱۱ میلیون کرون سوئد (حدود ۱.۲ میلیون دلار) است.

 یاگی، رابسون و کیتاگاوا در سخنرانی‌های خود تأکید کردند که این موفقیت تنها آغاز راه است و قابلیت‌های MOFها در آینده می‌تواند صنایع انرژی، حمل‌ونقل و تولید را دگرگون کند.

 نگاهی به آینده

 فناوری چارچوب‌های فلزی – آلی دروازه‌ای به دنیایی از نوآوری‌های تازه گشوده است. توانایی ذخیره‌سازی کارآمد گازها می‌تواند تحولی اساسی در حوزه‌هایی مانند ذخیره‌سازی انرژی، حمل‌ونقل سوخت‌های پاک، تصفیه هوا و بازیافت دی‌اکسیدکربن ایجاد کند.

 در عصری که تغییرات اقلیمی و کمبود منابع به چالش‌های بزرگ جهانی تبدیل شده‌اند، دستاورد این سه دانشمند نمونه‌ای الهام‌بخش از قدرت علم در حل مشکلات بشری است. پژوهش آن‌ها نشان می‌دهد که چگونه ترکیب خلاقیت، پشتکار و دانش می‌تواند راه‌حل‌هایی ارائه دهد که روزی فقط در دنیای خیال ممکن به نظر می‌رسیدند – راه‌حل‌هایی که حالا می‌توانند آینده‌ای پایدارتر برای سیاره‌ی ما بسازند.