آسیانیوز ایران؛ سرویس علم و تکنولوژی:
آکادمی سلطنتی علوم سوئد امروز با اعلام نام سه دانشمند به عنوان برندگان جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵، از تحولی بزرگ در علم مواد پرده برداشت. سوسومو کیتاگاوا، ریچارد رابسون و عمر یاغی برای توسعه "چارچوبهای فلزی-آلی" (MOFs) این جایزه معتبر را از آن خود کردند. این مواد شگفتانگیز که ترکیبی از فلزات و مولکولهای آلی هستند، ساختارهای متخلخلی دارند که میتوانند گازها را در خود ذخیره، جدا یا فیلتر کنند. از جذب دیاکسید کربن تا استخراج آب از هوای بیابان، این مواد کاربردهای انقلابی در حل بحرانهای جهانی دارند.
ریچارد رابسون در سال ۱۹۸۹ با ترکیب یونهای مس و مولکولهای چهاربازویی، اولین گام را در ایجاد این ساختارها برداشت. کیتاگاوا سپس نشان داد این مواد میتوانند انعطافپذیر باشند و یاغی نیز راههای جدیدي برای توسعه آنها ارائه داد. به گفته هاینر لینکه، رئیس کمیته نوبل شیمی، این مواد "پتانسیل عظیمی دارند و فرصتهای پیشبینینشدهای برای مواد سفارشی با عملکردهای جدید فراهم میکنند." برخی محققان حتی معتقدند MOFها میتوانند "ماده قرن بیست و یکم" باشند. این دستاورد علمی را میتوان از چند منظر تحلیل کرد:
۱. تحلیل علمی و فنی
- معماری مولکولی: ساختارهای کریستالی با حفرههای بزرگ و منظم
- بلوکهای سازنده: یونهای فلزی به عنوان "سنگ گوشه" و مولکولهای آلی به عنوان "اتصالدهنده"
- طراحی سفارشی: امکان تنظیم ساختار برای جذب مواد خاص
- انعطافپذیری: قابلیت تغییر شکل در پاسخ به محرکهای خارجی
۲. تحلیل کاربردهای انقلابی
- مقابله با تغییرات اقلیمی: جذب دیاکسید کربن از نیروگاهها و کارخانهها
- تأمین آب: استخراج آب از هوای خشک در مناطق بیابانی
- امنیت شیمیایی: تجزیه گازهای سمی و سلاحهای شیمیایی
- صنعت الکترونیک: کنترل گازهای مورد نیاز تولید نیمههادیها
۳. تحلیل تأثیر جهانی
- حل بحران آب: امید جدید برای مناطق خشک جهان
- کاهش آلایندهها: ابزاری قدرتمند برای مقابله با آلودگی هوا
- انرژی پاک: امکان ذخیرهسازی ایمن گازهای انرژیزا
- پزشکی: پتانسیلی برای رهایش کنترلشده دارو
۴. تحلیل تاریخی و تکاملی
- پیشگامی رابسون (۱۹۸۹): پایهگذاری مفهوم با ترکیب مس و مولکولهای آلی
- توسعه کیتاگاوا: معرفی انعطافپذیری در ساختار
- تکمیل یاغی: گسترش دامنه کاربردها و ساختارها
۵. تحلیل آیندهنگر
- تولید انبوه: چالشهایی برای کاربردهای صنعتی
- هزینهسازی: نیاز به کاهش هزینه تولید برای کاربردهای گسترده
- ادغام فناوری: ترکیب با سایر فناوریهای نوظهور
- اثرات اقتصادی: ایجاد صنایع جدید حول این مواد
۶. تحلیل جایگاه در علم مواد
- انقلابی در متخلخلها: نسبت سطح به حجم بسیار بالا
- هوشمندی ذاتی: پاسخگویی به محرکهای محیطی
- چندکاربردی: یک ماده با قابلیتهای متنوع
- پایداری: کمک به اقتصاد چرخهای