Nagrada za materiale, s katerimi bi lahko rešili največje izzive človeštva

V Stockholmu so danes razglasili dobitnike Nobelove nagrade za kemijo. Kraljeva švedska akademija znanosti se je odločila, da bo Nobelovo nagrado podelila raziskovalcem Susumuju Kitagavi, Richardu Robsonu in Omarju Yaghiju »za razvoj kovinsko-organskih ogrodij«.

Nobelovi nagrajenci za kemijo so ustvarili molekularne konstrukcije z velikimi prostori, skozi katere se lahko pretakajo plini in druge kemikalije. Te konstrukcije, kovinsko-organske mreže, se lahko uporabljajo za pridobivanje vode iz puščavskega zraka, zajemanje ogljikovega dioksida, shranjevanje strupenih plinov ali kataliziranje kemijskih reakcij, so pojasnili v Nobelovem odboru. Poudarili so, da ti materiali dajejo upanje za lepšo prihodnost. 

»Kovinsko-organske mreže imajo ogromen potencial in prinašajo doslej nepredvidene možnosti za materiale po meri z novimi funkcijami,« pravi Heiner Linke, predsednik Nobelovega odbora za kemijo.

»Užival sem v kreaciji teh materialov, globoko sem počaščen, da so prepoznali moje delo, menim, da se Omar Yaghi počuti enako,« je dejal Kitagavi, ki se je oglasil na novinarsko konferenco. »Moje sanje so, da bi s temi materiali zajemali zrak in iz zraka pridobivali ogljik, kisik in dušik. Zrak vsebuje pomembne materiale, ki jih potrebujemo za razvoj novih materialov, te pa bi potem lahko uporabljali za pridobivanje obnovljive energije,« je dejal.

Susumu Kitagava FOTO: Kyodo/Reuters

Susumu Kitagava, rojen leta 1951, je profesor na Univerzi v Kjotu na Japonskem; Richard Robson se je rodil leta 1937 v Glasburnu v Veliki Britaniji, zdaj pa je profesor na Univerzi v Melbournu v Avstraliji; Omar Yaghi pa se je rodil leta 1965 v Amanu v Jordaniji, zdaj je profesor na v kalifornijski Univerzi Berkeley v ZDA. 

Omar Yaghi FOTO: Brittany Hosea-Small/University of California, Berkeley/AFP  

Preberite še: Pogovor s profesorjem Omarjem Yaghijem, ki si prizadeva združiti umetno inteligenco in ustvarjanje materialov za boj proti podnebnim spremembam.

Molekularni arhitekt materialov prihodnosti

Obrazložitev Nobelovega odbora

Susumu Kitagava, Richard Robson in Omar Yaghi so razvili novo obliko molekularne arhitekture. »V njihovih konstrukcijah kovinski ioni delujejo kot temeljni kamni, ki so povezani z dolgimi organskimi (ogljikovimi) molekulami. Kovinski ioni in molekule so organizirani tako, da tvorijo kristale, ki vsebujejo velike votline. Ti porozni materiali se imenujejo kovinsko-organske mreže (mof). S spreminjanjem gradnikov, uporabljenih v mofih, jih kemiki lahko oblikujejo tako, da zajamejo in shranijo določene snovi. Mofi lahko tudi spodbujajo kemijske reakcije ali prevajajo elektriko,« so pojasnili v obrazložitvi nagrade. 

Vse se je začelo leta 1989, ko je Richard Robson na nov način preizkusil izkoriščanje lastnosti atomov. Kombiniral je pozitivno nabite bakrove ione s štiriročno molekulo, ki je imela na koncu vsakega roka kemijsko skupino, ki jo je privlačil bakrov ion. Ko so se združili, so se povezali in oblikovali dobro urejen, prostoren kristal. Bil je kot diamant, poln neštetih votlin, so razložili.

Robson je takoj prepoznal potencial svoje molekularne konstrukcije, vendar je bila ta nestabilna in se je zlahka sesula. Susumu Kitagava in Omar Yaghi sta tej metodi gradnje zagotovila trdno podlago; med letoma 1992 in 2003 sta ločeno naredila vrsto revolucionarnih odkritij. Kitagava je pokazal, da lahko plini vstopajo in izstopajo iz konstrukcij, in napovedal, da bi mofi lahko postali prožni. Yaghi je ustvaril zelo stabilen mof in pokazal, da ga je mogoče spremeniti z racionalnim načrtovanjem, kar mu daje nove in želene lastnosti.

Po prelomnih odkritjih nagrajencev so kemiki izdelali na desettisoče različnih mofov. Nekateri od njih lahko prispevajo k reševanju nekaterih največjih izzivov človeštva.

Prenos v živo:

Lani so Nobelovo nagrado za kemijo prejeli ameriški znanstvenik David Baker za računalniško načrtovanje proteinov ter britansko-ameriški znanstveni dvojec Demis Hassabis in John Jumper iz podjetja Google DeepMind za delo na področju napovedovanja strukture proteinov z umetno inteligenco.

Sezona razglasitve letošnjih Nobelovih nagrajencev se je začela v ponedeljek z nagrajenci za medicino in se v torek nadaljevala s področjem fizike.

MEDICINA: Nobelova nagrada za imunske varnostnike

FIZIKA: Nobelova nagrada za odkritja v kvantni mehaniki, ki letos praznuje sto let

V četrtek bodo razglasili nagrajenca za literaturo, v petek pa bodo v Oslu sporočili ime letošnjega prejemnika nagrade za mir. Kot zadnje bodo prihodnji ponedeljek razglasili letošnje Nobelove nagrajence za ekonomijo.

Nagrade bodo tako kot vsako leto podelili 10. decembra v Oslu in Stockholmu na obletnico smrti švedskega kemika, inženirja in izumitelja dinamita Alfreda Nobela, ki je umrl leta 1896. Vsaka nagrada letos prinaša ček v vrednosti milijon evrov. Če je dobitnikov več, se znesek razdeli med njimi.