Przyznanie Nagrody Nobla w Dziedzinie Chemii w 2025 roku stanowiło uznanie fundamentalnego przełomu w nauce o materiałach. Wyróżniono nim nowatorskie badania prowadzone przez Susumu Kitagawę, Richarda Robsona oraz Omara M. Yaghiego. Ci trzej wybitni naukowcy zostali uhonorowani za stworzenie metaloorganicznych struktur porowatych (MOF), czyli klasy materiałów, która otwiera zupełnie nowe perspektywy w zarządzaniu materią na poziomie nanometrycznym. MOFy to niezwykłe konstrukcje molekularne, charakteryzujące się obecnością rozległych wewnętrznych wnęk. Dzięki nim mogą one selektywnie absorbować, zatrzymywać i uwalniać gazy oraz inne związki chemiczne. Struktury te działają niczym „gąbki molekularne” o gigantycznej wewnętrznej powierzchni, co czyni je niezastąpionymi w rozwiązywaniu skomplikowanych wyzwań związanych z separacją i magazynowaniem.
Podwaliny pod ten kierunek badań położył Richard Robson, który w 1989 roku stworzył pierwsze uporządkowane struktury krystaliczne, łącząc jony miedzi z cztero-ramiennymi cząsteczkami organicznymi. Niemniej jednak, te początkowe próbki cechowała niewystarczająca wytrzymałość i skłonność do rozpadu. Przełom nastąpił w latach 1992–2003, kiedy to Susumu Kitagawa i Omar M. Yaghi zdołali skutecznie ustabilizować te delikatne architektury. Ich fundamentalnym osiągnięciem było udowodnienie, że gazy mogą swobodnie wnikać do tych struktur i je opuszczać, co potwierdziło ich elastyczność oraz możliwość precyzyjnego dostrajania poprzez celowe projektowanie. Profesor Kitagawa z Kyoto University oraz profesor Yaghi z University of California, Berkeley, wspólnie z profesorem Robsonem z University of Melbourne, opracowali techniki, które umożliwiły praktyczne zastosowanie MOFów. Przykładem jest MOF-5, stworzony w laboratorium Yaghiego, który wyróżnia się wyjątkowo dużą objętością porów i wysoką stabilnością.
Komitet Noblowski podkreślił, że te struktury otwierają wcześniej niewyobrażalne możliwości w zakresie tworzenia materiałów o ściśle określonych funkcjach. Przewodniczący Komitetu, Heiner Linke, porównał potencjał MOFów do „torebki Hermiony” z sagi o Harrym Potterze, zdolnej pomieścić olbrzymią ilość gazu w niewielkiej objętości. Wkład tych naukowców dostarczył chemikom narzędzi niezbędnych do rozwiązania palących problemów globalnych. Zakres praktycznego wykorzystania MOFów jest niezwykle szeroki. Stanowią one kamień węgielny w rozwoju „zielonych” technologii: od efektywnego pozyskiwania wilgoci z rzadkiego powietrza pustynnego (na przykład przy użyciu materiału MOF-303, który potrafi gromadzić parę wodną w nocy), po wychwytywanie dwutlenku węgla i bezpieczne magazynowanie wodoru. Co więcej, materiały te są obiecujące w procesach separacji mieszanin lekkich węglowodorów, co ma kluczowe znaczenie dla przemysłu naftowego i gazowego, a także w dostarczaniu leków farmaceutycznych, a nawet w spowalnianiu dojrzewania owoców poprzez absorpcję etylenu. Badania wskazują również na ich potencjał w katalizie i jako czujników.
Pomimo tego triumfu, na drodze do powszechnego wdrożenia wciąż stoją wyzwania inżynieryjne, takie jak zapewnienie długowieczności w cyklach absorpcji/uwalniania oraz skalowanie produkcji. Niemniej jednak, zdaniem niektórych badaczy, te struktury mogą stać się materiałami XXI wieku, oferując rozwiązania w walce ze zmianami klimatu poprzez technologie wychwytywania i składowania węgla. Laureaci podzielili między sobą nagrodę pieniężną w wysokości 11 milionów szwedzkich koron. Reakcja na to zaszczytne wyróżnienie była stonowana: Kitagawa wyraził zaskoczenie, Robson wspomniał o trudnościach związanych z późniejszym zamieszaniem, a Yaghi lakonicznie stwierdził, że na taką chwilę nie da się przygotować. Ich wspólne dokonanie nie tylko przeobraziło chemię materiałów, ale także dało ludzkości potężną dźwignię do kształtowania bardziej zrównoważonej przyszłości, w której nawet pozorna pustka w strukturze atomowej staje się źródłem wielkich możliwości.