Prix Nobel de Chimie 2025: Kitagawa, Robson et Yaghi Récompensés pour les Charpentes Métallo-Organiques (MOF)

L'Académie Royale des Sciences de Suède a annoncé, le mercredi 8 octobre 2025, l'attribution du Prix Nobel de Chimie aux chercheurs Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar M. Yaghi. Cette distinction prestigieuse couronne leurs travaux pionniers sur le développement des charpentes métallo-organiques, ou MOF (Metal-Organic Frameworks). Cette reconnaissance souligne la capacité de la chimie fondamentale à générer des solutions concrètes pour les défis planétaires majeurs, notamment en matière d'environnement et d'énergie.

Les MOF sont des structures cristallines sophistiquées, caractérisées par leur nature poreuse. Elles sont assemblées à partir d'ions métalliques coordonnés à des molécules organiques, créant ainsi des architectures avec des cavités ajustables et une surface interne exceptionnellement vaste. Le Comité Nobel a jugé que ces matériaux ouvrent des perspectives inédites pour la conception de matériaux sur mesure dotés de fonctions spécifiques. Les travaux des lauréats, dont les premières avancées remontent à 1989, date à laquelle Richard Robson a synthétisé le premier polymère de coordination poreux, ont permis de créer des matériaux hybrides, poreux et modulaires, suscitant un intérêt exponentiel dans la recherche. Omar Yaghi, considéré comme le fondateur de la chimie réticulaire, a réussi en 1995 la cristallisation de structures métallo-organiques en utilisant des lieurs carboxylates, assurant ainsi la solidité et la porosité constante des charpentes. En 1999, Yaghi a présenté le MOF-5, un matériau d'une porosité ultra-élevée, dont la surface interne est si vaste que quelques grammes de cette substance peuvent couvrir l'équivalent d'un terrain de football. Susumu Kitagawa a également développé cette direction, démontrant que les charpentes peuvent être rendues flexibles et que leur «respiration» peut être contrôlée.

L'impact sociétal de cette découverte est jugé immense, offrant des perspectives concrètes pour l'atténuation du changement climatique et la gestion des ressources hydriques. Les applications pratiques des MOF sont déjà en cours d'exploration intensive. Celles-ci incluent la capture du dioxyde de carbone (CO2), un levier essentiel dans la lutte contre le réchauffement climatique, le stockage sécurisé de l'hydrogène comme vecteur énergétique d'avenir, et des systèmes innovants pour filtrer les polluants de l'eau, y compris potentiellement les PFAS. Plus remarquablement, ces matériaux démontrent une capacité à capter l'eau présente dans l'air désertique, transformant potentiellement des environnements arides en sources d'approvisionnement hydrique. En 2022, son groupe a testé des MOF dans la Vallée de la Mort, où 1 kg de matériau a pu extraire de 114 à 210 grammes d'eau de l'air sec par jour. En 2020, Yaghi a fondé la startup Atoco, visant à commercialiser les technologies MOF pour la capture du carbone et la collecte d'eau atmosphérique.

Au-delà de ces applications environnementales, les MOF sont explorés pour la séparation catalytique de gaz, améliorant l'efficacité des processus industriels, et certains types présentent des propriétés antibactériennes prometteuses pour de nouveaux revêtements intelligents. Les lauréats, dont Susumu Kitagawa (Japon), Richard Robson (Royaume-Uni) et Omar M. Yaghi (Jordano-Américain), recevront la récompense officielle lors de la cérémonie solennelle prévue le 10 décembre 2025 à Stockholm.