Kitagawa, Robson và Yaghi Được Vinh Danh Giải Nobel Hóa Học 2025 Nhờ Công Trình Khung Kim Loại-Hữu Cơ (MOFs)

Vào ngày 8 tháng 10 năm 2025, Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã công bố những người đoạt giải Nobel Hóa học năm nay. Vinh quang này được trao cho Giáo sư Susumu Kitagawa, Richard Robson, và Omar M. Yaghi, những nhà tiên phong với công trình phát triển các Khung Kim loại-Hữu cơ, hay còn gọi là MOFs. Sự ghi nhận này khẳng định tiềm năng to lớn của vật liệu học trong việc kiến tạo các giải pháp thiết thực cho những thách thức toàn cầu.

MOFs là các cấu trúc tinh thể được tạo thành từ các ion kim loại liên kết với các phân tử hữu cơ, hình thành một mạng lưới xốp với các khoang rỗng có thể điều chỉnh được. Như Heiner Linke, chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học, đã lưu ý, tiềm năng của MOF là rất lớn, mở ra những cơ hội chưa từng thấy để tạo ra vật liệu với các chức năng mới. Đây là bước tiến vượt bậc, kết nối trực tiếp giữa hóa học cơ bản và nhu cầu cấp thiết của xã hội đương đại.

Nghiên cứu của các nhà khoa học đoạt giải, đặt nền móng cho hóa học mạng lưới, đã bắt đầu từ cuối những năm 1980. Richard Robson là người đầu tiên tổng hợp polyme phối trí xốp vào năm 1989, dự đoán khả năng tạo ra các cấu trúc bền vững hơn. Omar Yaghi, người được coi là người sáng lập hóa học mạng lưới, vào năm 1995 đã đạt được sự kết tinh của các cấu trúc kim loại-hữu cơ bằng cách sử dụng các liên kết carboxylate, đảm bảo độ bền và độ xốp vĩnh viễn cho các khung. Năm 1999, Yaghi đã giới thiệu MOF-5 – một vật liệu có độ xốp cực cao, với diện tích bề mặt bên trong lớn đến mức chỉ vài gram chất này có thể chứa tương đương một sân bóng đá. Susumu Kitagawa cũng đã phát triển hướng này, chứng minh rằng các khung có thể được làm linh hoạt và kiểm soát "sự thở" của chúng.

Trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với biến đổi khí hậu và sự khan hiếm tài nguyên, các ứng dụng thực tiễn của MOFs nổi lên như một tia sáng hy vọng. Các ứng dụng được đề cập bao gồm khả năng thu giữ carbon dioxide, lưu trữ hydro an toàn và hiệu quả, các quy trình lọc nước ô nhiễm, và thậm chí là thu hoạch nước từ không khí sa mạc khô cằn. Omar Yaghi, người lớn lên ở Amman, nơi nguồn nước bị hạn chế, đã trực tiếp trải nghiệm vấn đề này. Năm 2022, nhóm của ông đã thử nghiệm MOF ở Thung lũng Chết, nơi 1 kg vật liệu có thể chiết xuất từ 114 đến 210 gram nước từ không khí khô trong một ngày. Ngoài ra, vào năm 2020, Yaghi đã thành lập công ty khởi nghiệp Atoco, nhằm thương mại hóa công nghệ MOF để thu giữ carbon và thu thập nước từ khí quyển. Những khả năng này cho thấy sự chuyển dịch mạnh mẽ trong tư duy vật liệu, hướng tới sự hài hòa giữa phát triển và bền vững hành tinh.

Lễ trao giải chính thức dự kiến diễn ra vào ngày 10 tháng 12 năm 2025, tại Stockholm, Thụy Điển. Sự công nhận này là phần thưởng cho ba nhà khoa học và là lời nhắc nhở rằng việc hiểu và điều khiển vật chất ở quy mô nhỏ nhất có thể mang lại những thay đổi lớn lao nhất cho nhân loại, định hình một tương lai thịnh vượng và cân bằng hơn.