2025 Kimya Nobel'i: Metal-Organik Yapıların (MOF) Gelişiminde Kitagawa, Robson ve Yaghi'ye Verildi

Kraliyet İsveç Bilimler Akademisi, 8 Ekim 2025 tarihinde, 2025 Nobel Kimya Ödülü'nün sahiplerini açıkladı. Ödül, Susumu Kitagawa, Richard Robson ve Omar M. Yaghi'ye, Metal-Organik Yapılar (MOF'lar) olarak bilinen malzemelerin öncü geliştirilmesine yaptıkları temel katkılar nedeniyle takdim edildi. Bu prestijli ödül, temel kimya araştırmalarının küresel ölçekteki zorluklara çözüm üretme potansiyelini bir kez daha vurguladı.

MOF'lar, metal iyonlarının organik moleküllerle koordinasyon kurarak oluşturduğu, son derece gözenekli ve büyük, ayarlanabilir boşluklara sahip kristal yapılardır. Bu yapısal esneklik, MOF'ları yirmi birinci yüzyılın en önemli malzemelerinden biri haline getirmiştir. Kaynaklara göre, bu çerçeveler karbondioksit yakalama, hidrojen depolama ve çöl havasından su hasadı gibi kritik uygulamalarda potansiyel sunmaktadır. Nobel Kimya Komitesi Başkanı Heiner Linke'nin belirttiği gibi, MOF'ların, daha önce hayal bile edilemeyen işlevlere sahip, özel olarak tasarlanmış malzemeler için muazzam bir potansiyel taşıdığı sonucuna vardı. Kimyacılar, yapı taşlarını çeşitlendirerek on binlerce farklı MOF varyantı oluşturmuşlardır.

Laureatların retiküler kimyanın temelini atan araştırmaları 1980'lerin sonlarında başlamıştır. Richard Robson, 1989 yılında gözenekli bir koordinasyon polimerini ilk sentezleyen kişi olmuş ve daha kararlı yapılar oluşturma olasılığını öngörmüştür. Retiküler kimyanın kurucusu olarak kabul edilen Omar Yaghi, 1995 yılında karboksilat bağlayıcılar kullanarak metal-organik yapıların kristalleşmesini sağlamış, böylece çerçevelere sağlamlık ve sürekli gözeneklilik kazandırmıştır. 1999 yılında Yaghi, iç yüzey alanı o kadar büyük olan MOF-5'i tanıtmıştır ki, sadece birkaç gram bu madde bir futbol sahasına eşdeğer alanı barındırabilir. Susumu Kitagawa da bu yönü geliştirerek, çerçevelerin esnek hale getirilebileceğini ve "nefes almalarının" kontrol edilebileceğini kanıtlamıştır. Bu bilimsel ilerlemenin toplumsal yankısı derindir. İklim değişikliği ve su kıtlığı gibi küresel meselelere somut çözümler sunma yeteneği, bu keşifleri güncel ve hayati kılmaktadır. Araştırmalar, bu tür gözenekli malzemelerin gaz depolama ve ayrıştırma, su arıtma ve ilaç taşıma gibi geniş bir yelpazede vazgeçilmez olabileceğini göstermektedir. Örneğin, MOF'ların gaz ayırma işlemlerinde moleküler düzeyde seçicilik sunma yeteneği, onları mevcut teknolojilere göre üstün kılmaktadır. Hatta bazı MOF'ların 7000 metrekare/gram'a varan yüzey alanlarına sahip olduğu ve bu sayede molekülleri yakalama kapasitelerinin olağanüstü olduğu bilinmektedir. Pratik uygulamalar, bu malzemelerin küresel sorunlara yaklaşımları şimdiden dönüştürmektedir. MOF'lar, iklim değişikliğinin etkilerini azaltmak için kritik olan karbondioksit yakalamada olağanüstü verimlilik göstermektedir. Ayrıca, aşırı kuru çöl havasından nem çekebilmektedirler. Omar Yaghi'nin grubu, 2022 yılında Ölüm Vadisi'nde MOF'ları test etmiş, burada 1 kg malzeme bir günde kuru havadan 114 ila 210 gram su çekebilmiştir. Bunun yanı sıra, MOF bazlı malzemeler, sudaki PFAS gibi kirleticileri filtrelemek ve temiz enerjinin geliştirilmesinde kilit bir unsur olan hidrojeni güvenli bir şekilde depolamak için kullanılmaktadır. Yaghi, 2020 yılında karbon yakalama ve atmosferden su toplama MOF teknolojilerini ticarileştirmeyi amaçlayan Atoco adlı bir startup kurmuştur.

Kitagawa, Robson ve Yaghi'nin çalışmaları, sadece teorik bir ilerleme değil, aynı zamanda insanlığın karşı karşıya olduğu kaynak yönetimi ve çevresel denge sorunlarına yönelik somut bir yol haritası sunmaktadır. Bu yenilikçi malzemeler, atmosferdeki karbondioksit oranını kontrol altına alma çabalarında kritik bir rol oynamaktadır. Bu bilimsel başarı, kolektif çabalarla daha sürdürülebilir bir geleceğin inşa edilebileceği yönündeki inancı pekiştirmektedir. Ödül töreni, bu vizyoner çalışmanın taçlandırılması amacıyla 10 Aralık 2025'te Stockholm, İsveç'te gerçekleştirilecektir.