Em 8 de outubro de 2025, a Real Academia Sueca de Ciências anunciou a atribuição do Prêmio Nobel de Química de 2025 a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi por suas descobertas no campo das estruturas metalorgânicas (MOFs). Estas são como casas para moléculas — estruturas atômico-moleculares extremamente porosas com muito espaço vazio em seu interior, o que nunca é algo ruim.
Fonte da imagem: Academia Real Sueca de Ciências
De acordo com a CNN, os organizadores do prêmio compararam a descoberta das estruturas metal-orgânicas à bolsa de Hermione Granger, dos romances Harry Potter, de J.K. Rowling, que havia sido submetida ao Feitiço de Expansão Invisível. A primeira estrutura MOF assemelhava-se à estrutura cristalina de um diamante, exceto pelo fato de que os átomos não estavam conectados diretamente, mas sim por meio de moléculas orgânicas que atuavam como ligações entre íons de cobre (essas ligações são chamadas de ligantes). Essa “montagem” afastava os átomos, criando vastas cavidades entre eles.
A descoberta foi feita por Richard Robson em 1989, quando ele tentou explorar as propriedades inerentes dos átomos de uma nova maneira. Ele combinou íons de cobre carregados positivamente com uma molécula de quatro braços, cada “braço” com um grupo químico na extremidade que era atraído pelos íons de cobre. Quando os íons e as moléculas se combinavam, formavam um cristal ordenado e espaçoso. Assemelhava-se a um diamante repleto de inúmeras cavidades.
Em 1997, o químico japonês Susumu Kitagawa, da Universidade de Kyoto, demonstrou que estruturas metal-orgânicas poderiam ser usadas para absorver gases — de forma semelhante à “bolsa infinita” de Hermione. Ele sintetizou uma estrutura à base de cobalto, com a qual demonstrou a absorção de dióxido de carbono, nitrogênio e oxigênio. Até o momento, químicos de diversos países criaram MOFs capazes de absorver substâncias benéficas e nocivas, tanto para armazenamento quanto para extração do meio ambiente, como a absorção de substâncias tóxicas da água, do ar ou do solo.
Na prática, as estruturas de Robson e KitagawaEles se mostraram instáveis, especialmente quando aquecidos. Isso foi corrigido pelo terceiro laureado, Omar Yaghi, da Universidade da Califórnia, Berkeley. Em 1995, ele sintetizou uma estrutura à base de cobalto que manteve sua estrutura quando aquecida a 350 °C. Isso demonstrou que estruturas metal-orgânicas podem permanecer estáveis mesmo sem preencher os vazios com átomos ou moléculas.
Após esse sucesso, Yaghi sintetizou inúmeras estruturas, incluindo a MOF-5, à base de zinco. O cientista utilizou esse composto para armazenar hidrogênio. Em 2019, Yaghi conduziu um experimento demonstrável no Deserto de Mojave: a estrutura MOF-303 que ele criou foi capaz de absorver até 0,7 litro de água do ar por quilo por dia.
“As estruturas metal-orgânicas têm um potencial enorme e abrem possibilidades até então inexistentes para a criação de materiais com novas funções”, disse Heiner Linke, presidente do Comitê Nobel de Química.
Algumas dessas novas estruturas podem ajudar a resolver alguns dos maiores desafios da humanidade, incluindo a absorção de substâncias tóxicas da água, a absorção de traços de produtos farmacêuticos no meio ambiente, a captura de dióxido de carbono ou a coleta de água do ar do deserto.