Premio Nobel per la Chimica 2025: La Rivoluzione dei Reticoli Metallo-Organici

Nel corso del mese di ottobre 2025, la Reale Accademia Svedese delle Scienze ha annunciato i vincitori del Premio Nobel per la Chimica: Omar Yaghi, Susumu Kitagawa e Richard Robson. Questo prestigioso riconoscimento è stato conferito per il loro lavoro pionieristico nello sviluppo e nella sintesi dei Reticoli Metallo-Organici, o MOF, un campo che Omar Yaghi ha coniato come “chimica reticolare”. Il premio, consistente in 11 milioni di corone svedesi, è stato equamente suddiviso tra i tre scienziati.

I MOF rappresentano una classe di materiali ibridi di straordinaria importanza globale. Essi sono costituiti da ioni metallici o cluster collegati tra loro da molecole organiche, formando strutture cristalline tridimensionali e perfettamente ripetitive. La caratteristica distintiva di questi materiali è la loro porosità eccezionalmente elevata, che crea cavità di dimensioni notevoli capaci di far transitare gas e sostanze chimiche. Le scoperte dei premiati offrono soluzioni concrete per affrontare alcune delle sfide più pressanti del nostro tempo, spaziando dall'ambiente all'energia.

Il percorso verso i MOF è stato inaugurato nel 1989 da Richard Robson, il cui lavoro fu ispirato dalla struttura del diamante. Robson riuscì a costruire la prima rete tridimensionale prevedibile, dotata di ampie cavità, utilizzando ioni di rame con carica positiva. Sebbene le prime architetture ideate da Robson fossero afflitte da problemi di stabilità, esse hanno posto le fondamenta indispensabili per le successive innovazioni nel settore.

La svolta verso la stabilità è arrivata grazie agli sforzi congiunti di Omar Yaghi e Susumu Kitagawa. Nel 1995, Omar Yaghi, affiliato all'Università dell'Arizona e all'Università della California, Berkeley, sintetizzò un reticolo che divenne il modello per i MOF stabili. Il materiale sviluppato nel suo laboratorio vantava una superficie specifica impressionante, raggiungendo circa 4000 metri quadrati per grammo. Pochi anni dopo, nel 1997, Susumu Kitagawa dell'Università di Kyoto dimostrò la capacità di adsorbimento selettivo dei gas utilizzando un reticolo a base di cobalto, capace di catturare selettivamente CO₂, azoto e ossigeno. Kitagawa introdusse inoltre il concetto affascinante di reticoli “flessibili”, che hanno la capacità di alterare la propria struttura in risposta all'interazione con molecole esterne.

L'impatto di queste ricerche è oggi tangibile: sono stati creati oltre 100.000 diversi tipi di MOF. Le loro applicazioni promettono di rivoluzionare numerosi settori tecnologici. Si prevede, ad esempio, che la cattura della CO₂ direttamente dalle emissioni industriali possa vedere un lancio commerciale tra il 2026 e il 2027. Altre aree di potenziale impiego includono lo stoccaggio efficiente di energia, la somministrazione mirata di farmaci all'interno del corpo e persino la raccolta di acqua direttamente dall'aria atmosferica.

La tecnologia basata sui MOF, nota anche come PCP (Porous Coordination Polymers), sviluppata da Kitagawa, è già in fase di commercializzazione. Ne è un esempio il progetto Smart Gas Network, che utilizza contenitori chiamati CubiTan® per il trasporto di metano senza la necessità di infrastrutture a gasdotto. L'assegnazione del Premio Nobel corona decenni di ricerca fondamentale nel campo della scienza dei materiali, confermando la portata universale di queste scoperte.