Der Nobelpreis für Chemie 2025 wurde an Susumu Kitagawa, Richard Robson und Omar Yaghi für ihre bahnbrechende Entwicklung von metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs) verliehen. Diese neuartigen molekularen Strukturen, die sich durch ihre ausgedehnten inneren Porensysteme auszeichnen, bieten erhebliches Potenzial zur Bewältigung kritischer globaler Herausforderungen, insbesondere in den Bereichen Umweltsanierung und Ressourcenmanagement. Dieser Fortschritt stellt einen entscheidenden Moment in der Materialwissenschaft dar und eröffnet neue Wege für Innovationen in Bereichen, die direkt die Eindämmung des Klimawandels und die nachhaltige Wasserversorgung beeinflussen.
Die Kerninnovation liegt im Aufbau von MOFs, die komplexe molekulare Architekturen mit erheblichen inneren Hohlräumen sind. Diese porösen Materialien ermöglichen den effizienten Durchgang von Gasen und anderen chemischen Substanzen. Ihre einzigartigen Eigenschaften ermöglichen eine Vielzahl von Anwendungen, von der Gewinnung von Trinkwasser direkt aus trockener Wüstenluft über die Abscheidung von Kohlendioxidemissionen bis hin zur sicheren Speicherung gefährlicher Gase. Die inhärente Porosität von MOFs ermöglicht eine außergewöhnlich hohe Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen. Zur Veranschaulichung: Ein Volumen von der Größe eines Zuckerwürfels kann eine Oberfläche haben, die mit einem großen Sportfeld vergleichbar ist, was eine immense Kapazität für die Gasspeicherung ermöglicht.
Die Auswirkungen der MOF-Technologie reichen bis zur Bekämpfung persistenter Umweltkontaminanten, einschließlich per- und polyfluorierter Alkylsubstanzen (PFAS), die oft als „ewige Chemikalien“ bezeichnet werden. Diese Materialien bieten eine vielversprechende Lösung zur Abtrennung dieser schwer abbaubaren Verbindungen aus Wasserquellen. Darüber hinaus zeigen MOFs Potenzial bei der Umweltreinigung, indem sie beim Abbau von pharmazeutischen Rückständen helfen. Die Entwicklung von Zehntausenden von verschiedenen MOF-Varianten durch Chemiker weltweit unterstreicht die Breite und Tiefe dieses Feldes, wobei viele dieser Materialien dazu bestimmt sind, zur Lösung einiger der dringendsten Umweltprobleme der Menschheit beizutragen.
Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften verleiht jährlich den renommierten Nobelpreis für Chemie, der mit einem Geldpreis von 11 Millionen Schwedischen Kronen (ca. 1,2 Millionen US-Dollar) verbunden ist. Diese Auszeichnung würdigt bedeutende Beiträge zum wissenschaftlichen Verständnis und dessen praktischer Anwendung. Professor Susumu Kitagawa von der Universität Kyoto, Professor Richard Robson von der University of Melbourne und Professor Omar Yaghi von der University of California, Berkeley, werden für ihre grundlegende Arbeit auf diesem Gebiet geehrt. Die unterschiedlichen Hintergründe der Preisträger – Kitagawa ist Japaner, Robson ist britisch-australisch und Yaghi ist jordanisch-amerikanisch – unterstreichen die globale Natur wissenschaftlicher Zusammenarbeit und Entdeckung.
Die anfängliche Arbeit von Professor Yaghi an der Schaffung robuster, poröser, kristallähnlicher Strukturen unter Verwendung von Metallatomen gilt als die wegweisende Leistung, die das gesamte Feld der MOF-Forschung katalysierte. Seine Bemühungen zeigten, dass diese Strukturen sowohl haltbar als auch hochgradig durchlässig sein konnten, und legten damit den Grundstein für nachfolgende Innovationen. Die Entwicklung von MOFs ist der dritte Nobelpreis, der in diesem Jahr nach denen für Medizin und Physik bekannt gegeben wurde, was das Engagement der Akademie zur Anerkennung grundlegender wissenschaftlicher Fortschritte bekräftigt.
Die Nobelpreise, die vom schwedischen Erfinder und Industriellen Alfred Nobel ins Leben gerufen wurden, werden seit 1901 verliehen, um außergewöhnliche Leistungen in verschiedenen Disziplinen zu würdigen. Alfred Nobel, selbst Chemiker, leistete bedeutende Beiträge auf diesem Gebiet, wobei seine Erfindung von Dynamit zum Vermögen beitrug, das die Preise finanzierte. Obwohl oft weniger publiziert als Preise in Physik oder Literatur, hat der Nobelpreis für Chemie stets transformative Entdeckungen hervorgehoben, von der Kernspaltung bis zu Techniken zur DNA-Sequenzierung. Die Auszeichnung des Vorjahres würdigte die Arbeit an der Entschlüsselung und dem Engineering von Proteinstrukturen, was zu Fortschritten in der Medikamentenentwicklung führte.