O revoluție tăcută pe scena științei materialelor, condusă de inovatori precum Omar Yaghi, ar putea schimba fundamental modul în care trăim, producem și protejăm planeta. Laureat al Premiului Nobel pentru Chimie în 2025, cu o carieră dedicată descoperirii și proiectării de materiale moleculare, Yaghi vorbește despre o nouă eră în chimia reticulară, fundamentată pe crearea unor structuri extrem de poroase, denumite MOF-uri (cadruri metal-organice). Acestea sunt capabile să capteze gaze, să recolteze apă și să stocheze molecule cu o eficiență fără precedent, poți fi un adevărat pas înainte în tehnologii de mediu și energie.

MOF-urile, o descoperire spectaculoasă începută în anii ’90
Primele încercări de a crea astfel de structuri s-au născut dintr-o provocare pur intelectuală, în condițiile în care, anterior, mulți chimiști considerau imposibilă proiectarea unor materiale cristaline cu structuri atât de precise și repetitive. În 1999, Yaghi și echipa sa au reușit să sintetizeze MOF-5, un material pe bază de zinc, despre care s-a descoperit că are o suprafață interioară echivalentă cu cea a unui teren de fotbal în doar câteva grame. Această realizare a fost un clar semnal că ordinea și porozitatea pot fi realizate intenționat, deschizând calea unor aplicații inovatoare în domeniul tehnologiei.

Procese de captare și stocare cu impact major în mediu
Datorită structurii lor unice, MOF-urile pot selectiv să rețină moleculele în porii lor, ceea ce le face extrem de utile în cazul problemelor de mediu și resurse. Yaghi explică: “Acest lucru le face ideale pentru extragerea apei din aer uscat, chiar și în deșerturi, precum și pentru captarea dioxidului de carbon direct din atmosferă.” Prin aceste tehnologii, startup-ul fondat de el, Atoco, încearcă să adapteze aceste materiale pentru uz industrial și rezidențial, demonstrând că potențialul lor practică este considerabil. De exemplu, un compus, COF-999, a demonstrat performanțe solide în cicluri repetate de captare a carbonului, în timp ce alte sisteme pot recolta mii de litri de apă zilnic, folosind doar lumina soarelui.

Sustenabilitatea ca prioritate în designul noilor materiale
Un aspect important al acestor dezvoltări este faptul că MOF-urile pot fi proiectate cu scopul explicitly de a fi sustenabile. Yaghi subliniază beneficiile acestor structuri: “Dispozitivele bazate pe MOF-uri pot fi demontate în siguranță, evitând contaminarea mediului, și pot funcționa cu energie solară sau căldură reziduală, fiind mai eficiente energetic.” În ciuda provocărilor legate de producție la scară mare și stabilitate pe termen lung, progresul în domeniu este accelerat, ținând cont și de utilizarea inteligenței artificiale pentru a accelera procesul de proiectare și testing.

O nouă eră în chimia materialelor
Yaghi afirmă cu convingere: “Chimia reticulară reprezintă o schimbare profundă în modul în care funcționează știința materialelor.” În locul descoperirii întâmplătoare, oamenii de știință pot proiecta acum materiale după nevoi specifice, de la catalizatori și medicamente, până la tehnologii climatice. Cu toate acestea, el crede că abia am început să explorăm potențialul acestor materiale, descriind perioada actuală în domeniul științei drept o revoluție “tăcută, dar profundă”.

Privind înainte, cercetările continuă să avanseze, iar perspectivele sunt promițătoare. Realizările de până acum indică faptul că, în următorii ani, MOF-urile și frații lor, COF-urile, vor juca un rol esențial în soluțiile pentru un mediu mai curat, o energie mai eficientă și o societate mai sustenabilă. Întrebarea nu mai este dacă, ci când aceste materiale vor deveni componente obișnuite în tehnologia de zi cu zi.