Premio Nobel de Química otorgado por síntesis de estructuras porosas con múltiples usos
Materiales avanzados
Equipo Editorial del Sitio Web de Innovación Tecnológica - 8 de octubre de 2025
Richard Robson se inspiró en el diamante para crear estructuras metalorgánicas, pero sus materiales eran inestables. [Imagen: Johan Jarnestad/RSAS]
Estructuras metalorgánicas
El Premio Nobel de Química 2025 fue otorgado a tres investigadores por la síntesis de compuestos híbridos, que combinan elementos metálicos y orgánicos, caracterizados por una porosidad extrema, lo que los hace útiles para multitud de aplicaciones.
Curiosamente, lo que confiere a estos compuestos sus propiedades distintivas no es sólo su estructura química, sino también su estructura física, caracterizada por grandes espacios a través de los cuales los gases y otros elementos y compuestos químicos pueden fluir o asentarse fácilmente.
Esta nueva familia de materiales se conoce como estructuras metalorgánicas , y ya se utilizan varias versiones para extraer agua del aire ambiente, capturar dióxido de carbono, almacenar gases tóxicos y catalizar reacciones químicas.
El premio fue otorgado a Susumu Kitagawa , nacido en 1951 en Kioto, Japón, actualmente profesor en la Universidad de Kioto, Richard Robson , nacido en 1937 en Glusburn, Reino Unido, actualmente profesor en la Universidad de Melbourne, Australia, y Omar M. Yaghi , nacido en 1965 en Ammán, Jordania y actualmente profesor en la Universidad de California, Berkeley, EE.UU.
En 1999, Yaghi sintetizó una estructura muy estable, denominada MOF-5, compuesta de espacios cúbicos: un gramo de MOF-5 tiene una superficie equivalente a la de un campo de fútbol. [Imagen: Johan Jarnestad/RSAS]
Metales más moléculas orgánicas
En los marcos metal-orgánicos -también conocidos por sus siglas en inglés MOFs ( Metal-Organic Frameworks )- los iones metálicos funcionan como pilares unidos por largas moléculas orgánicas (basadas en carbono).
Juntos, los iones y moléculas metálicas se organizan para formar cristales con grandes cavidades. Esto es importante porque la superficie del material se vuelve enorme, lo que facilita su interacción con otros materiales.
Al variar los componentes básicos utilizados para fabricar cada MOF, es posible diseñarlos para capturar y almacenar sustancias específicas, actuar como catalizadores, desencadenar reacciones químicas o conducir electricidad.
Varios ejemplos de MOF, cada uno ya en uso para aplicaciones específicas. [Imagen: Johan Jarnestad/RSAS]
¿Quién hizo qué?
Todo comenzó en 1989, cuando Richard Robson combinó iones de cobre con carga positiva con una molécula de cuatro brazos que contenía un grupo químico que era atraído por los iones de cobre en el extremo de cada brazo. Al combinarse, se unieron para formar un cristal espacioso y bien organizado. Era como un diamante lleno de innumerables cavidades. Robson reconoció el potencial de su construcción molecular, pero era inestable y colapsaba con facilidad.
Fueron Susumu Kitagawa y Omar Yaghi quienes sentaron las bases sólidas de este método de construcción. Entre 1992 y 2003, realizaron por separado una serie de descubrimientos revolucionarios. Kitagawa demostró que los gases podían fluir dentro y fuera de las estructuras y predijo que los MOF podían ser flexibles. Yaghi creó un MOF muy estable y demostró que podía modificarse mediante un diseño racional, dotándolo de nuevas propiedades personalizadas.
Desde entonces, se han sintetizado decenas de miles de MOF diferentes. Algunos de ellos podrían contribuir a resolver algunos de los mayores desafíos de la humanidad, con aplicaciones como la separación de plásticos del agua, la descomposición de trazas de fármacos en el medio ambiente, la captura de dióxido de carbono o la recolección de agua del aire del desierto.
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