الشبكة اليمنية للعلوم والبيئة (يمن ساينس) موقع يهتم بأخبار العلوم والتكنولوجيا والصحة والبيئة والسكان
مقالات مشابهة
من تخزين الغازات السامة إلى جمع المياه من هواء الصحراء، منحت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2025 لثلاثة علماء أسسوا مجالًا جديدًا في تصميم المواد: الأطر الفلزية العضوية.
حصل العلماء سوسومو كيتاغاوا، ريتشارد روبسون، وعُمر ياغي على الجائزة “لتطويرهم الأطر الفلزية العضوية” (Metal–Organic Frameworks – MOFs)، وهي هياكل جزيئية تُشبه الأبنية الكريستالية المليئة بفراغات واسعة يمكن التحكم بها لاستقبال الغازات والمواد الكيميائية المختلفة.
مبانٍ جزيئية بفراغات مفيدة
في هذه الهياكل، تُستخدم أيونات المعادن كنقاط ربط تتصل بجزيئات عضوية طويلة، فتكوّن شبكة بلورية تحتوي على تجاويف واسعة. هذه التجاويف يمكن تعديلها بحسب الحاجة، مما يمنح العلماء قدرة غير مسبوقة على تصميم مواد تقوم بوظائف دقيقة، مثل التقاط ثاني أكسيد الكربون، تخزين الغازات السامة، أو حتى تسريع التفاعلات الكيميائية.
يقول هاينر لينكه، رئيس لجنة نوبل للكيمياء:
“تملك الأطر الفلزية العضوية إمكانات هائلة، وتفتح الباب أمام مواد مصممة خصيصًا بخصائص جديدة غير متوقعة”.
من فكرة إلى ثورة في الكيمياء
بدأت القصة عام 1989، حين دمج ريتشارد روبسون أيونات النحاس مع جزيء عضوي بأربع “أذرع”، ليصنع بلورة تشبه الماس لكنها مليئة بالتجاويف. رغم أن هذا البناء كان غير مستقر، فقد أدرك روبسون قيمته المستقبلية.
ثم جاء دور كيتاغاوا وياغي بين عامي 1992 و2003، حيث أجرى كل منهما اكتشافات غيرت قواعد اللعبة. كيتاغاوا أثبت أن الغازات يمكنها المرور داخل هذه الهياكل، وتنبأ بإمكانية جعلها مرنة. أما ياغي فصنع MOF مستقرًا للغاية يمكن تعديله بدقة ليحمل خصائص مرغوبة.
تطبيقات واعدة لحل تحديات كبرى
منذ ذلك الحين، صمّم الكيميائيون عشرات الآلاف من الأطر الفلزية العضوية، تُستخدم حاليًا أو قيد التطوير في مجالات متعددة تشمل:
• التقاط ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي
• فصل ملوثات “PFAS” من مياه الشرب
• تحليل بقايا الأدوية في البيئة
• جمع المياه من هواء الصحراء الجاف
الفائزون الثلاثة في سطور
• سوسومو كيتاغاوا: وُلد عام 1951 في كيوتو، اليابان، أستاذ في جامعة كيوتو.
• ريتشارد روبسون: وُلد عام 1937 في غلوسبرن، المملكة المتحدة، أستاذ في جامعة ملبورن، أستراليا.
• عُمر ياغي: وُلد عام 1965 في عمّان، الأردن، ويحمل دكتوراه من الولايات المتحدة، أستاذ في جامعة كاليفورنيا، بيركلي.
بلغت قيمة الجائزة 11 مليون كرونة سويدية، وستُقسَم بالتساوي بين العلماء الثلاثة.
