A varázslattal vetekedő anyag hozta az új kémiai Nobel-díjat

A világhírű kémiai Nobel-díjat idén olyan anyagok fejlesztői kapták, amelyek mintha egyenesen a Harry Potter világából érkeztek volna közénk. Susumu Kitagawa (Kiotói Egyetem), Richard Robson (Melbourne-i Egyetem) és Omar Yaghi (Kaliforniai Egyetem, Berkeley) 2025-ben a fémorganikus vázak (metal-organic frameworks, röviden MOF) megalkotásáért részesültek a kitüntetésben. Ezek az anyagok különleges, rácsszerkezetű kristályok formájában képesek hatalmas mennyiségű gázt parányi térfogatban tárolni – Johan Åqvist, a Nobel-díj kémiai bizottságának elnöke szerint olyan ez, mint Hermione táskája a Harry Potter és a Halál ereklyéiben (Harry Potter and the Deathly Hallows): több fér bele, mint hinnénk lehetséges.

Kristályszerkezetek, amelyek új fejezetet nyitnak

A MOF-ok pozitív töltésű fémionokból és szerves molekulákból állnak, amelyek elrendeződése tágas üregrendszert hoz létre a kristály belsejében. Bár Hermione táskájával ellentétben itt nem a fizika törvényei hajlanak meg, a működés logikája hasonló: olyan szerkezetet kapunk, amely aránytalanul sok anyagot képes elnyelni. Először 1989-ben sikerült Robsonnak rézatomokat szerves molekulákhoz kapcsolnia, így létrehozva egy gyémántszerű, belül szinte végtelenül tagolt kristályt. Yaghi és Kitagawa a ’90-es években továbbfejlesztették ezt az innovációt, így a gázok már könnyedén ki-be áramolhattak ezekben a struktúrákban, ráadásul a szerkezet stabilabbá és testreszabhatóbbá vált.

Jövőformáló lehetőségek

A felfedezés nagy visszhangot keltett: azóta számos típusú fémorganikus vázat alkottak, melyeket mérgező gázok megkötésére (például a félvezetőgyártásban), sivatagi levegőből víz kinyerésére, vegyi reakciók katalizálására, sőt, veszélyes szennyezők – köztük a „soha le nem bomló” PFA-műanyagok, gyógyszermaradványok és harci gázok – lebontására is használnak. A legnagyobb lehetőségek azonban a jövőben rejlenek: jelenleg is kísérleteznek a gyárakból, erőművekből származó szén-dioxid megkötésével a bolygó védelme érdekében.

Az elismerés 11 millió svéd koronával (kb. 140 millió forinttal) jár. Kitagawa célja most az, hogy az atmoszférából kiemeljük az értékes elemeket – például a szenet, oxigént, vizet –, és azokat tiszta energiával hasznos anyagokká alakítsuk.

2025, adrienne, www.livescience.com alapján