O Prémio Nobel da Química de 2025 celebra uma nova e revolucionária forma de “construção” molecular que tem o potencial de nos ajudar a resolver alguns dos maiores desafios ambientais e energéticos do nosso tempo. Os laureados – Susumu Kitagawa (Japão), Richard Robson (Austrália) e Omar M. Yaghi (EUA/Jordânia) – foram distinguidos pelo desenvolvimento das Estruturas Metalorgânicas, mais conhecidas pela sigla MOFs (Metal-Organic Frameworks).
O que são os MOFs? A Química dos Blocos de Construção
Imagine que a nível atómico e molecular somos capazes de criar estruturas tão porosas e ordenadas quanto um diamante, mas com vastas cavidades vazias, como se fosse uma esponja molecular. É exatamente isto que os MOFs representam.
Essas estruturas são feitas de dois tipos de “blocos de construção” que se unem de forma repetitiva:
- 1. “Nós” Metálicos: São iões de metais, como o cobre, que funcionam como pontos de ligação.
- 2. “Conectores” Orgânicos: São moléculas orgânicas que funcionam como “varetas” ou “braços”, ligando os nós metálicos num padrão tridimensional e altamente ordenado.
A beleza dos MOFs reside na sua porosidade recorde. Ao ligar estes blocos de forma precisa, os cientistas criaram os materiais mais porosos conhecidos, onde uma única grama de MOF pode ter uma área de superfície interna comparável a um campo de futebol.
O Trio Visionário
Cada um dos cientistas premiados teve um papel fundamental nesta descoberta:
- O australiano Richard Robson foi um dos primeiros, no final dos anos 80 do século passado, a explorar a combinação sistemática de iões metálicos e moléculas orgânicas para formar estas redes, embora as suas primeiras criações fossem instáveis.
- O japonês Susumu Kitagawa demonstrou que as cavidades destas estruturas não eram apenas vazias, mas podiam efetivamente absorver e libertar gases, mostrando que o material era flexível e reativo ao seu ambiente.
- O americano Omar M. Yaghi trouxe a estabilidade à tona, criando MOFs robustos e estáveis, e desenvolveu uma química de “design racional”, permitindo aos cientistas modificar as “varetas” e “nós” para criar materiais com propriedades sob medida para uma função específica.
Aplicações que Moldam o Futuro
As cavidades internas gigantescas e a capacidade de personalizar a sua química, dão aos MOFs um potencial de aplicação transformador.
- Combate às Alterações Climáticas: Os MOFs podem funcionar como filtros super-eficientes para capturar dióxido de carbono (CO2) diretamente da atmosfera ou das chaminés industriais.
- Água no Deserto: Uma das aplicações mais impressionantes é a capacidade de recolher água potável do ar do deserto. As estruturas podem ser projetadas para atrair e reter vapor de água mesmo em condições de baixa humidade, e depois libertá-lo como água líquida.
- Armazenamento de Energia: Podem armazenar grandes quantidades de gases, como o hidrogénio, de forma segura e eficiente, o que é crucial para o desenvolvimento de veículos a hidrogénio e outras tecnologias de energia limpa.
- Medicina e Catálise: As suas cavidades podem ser usadas para armazenar e libertar medicamentos de forma controlada no corpo humano, ou para atuar como catalisadores ultra-selectivos, acelerando reacções químicas essenciais na indústria, tornando-as mais limpas e menos dispendiosas.
Ao “criar novas regras para a química”, nas palavras do Comité do Nobel, Kitagawa, Robson e Yaghi forneceram à humanidade uma poderosa e nova ferramenta para resolver problemas globais. Os MOFs abrem a porta para um futuro de materiais inteligentes e sustentáveis, prontos para enfrentar os desafios do século XXI.
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