2025 Nobel Kimya Ödülü

Japonya’daki Kyoto Üniversitesinden Susumu Kitagawa, Avustralya’daki Melbourne Üniversitesinden Richard Robson ve ABD’deki California Üniversitesinden Omar M. Yaghi, geniş boşluklar içeren yeni bir moleküler yapı formu keşfetmeleri sonucu 2025 Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldüler.

Sedef Çakır
GazeteBilim Yazı İşleri

Metal ve karbon atomlarından oluşan bu metal-organik iskeletleri (MOF’lar) bal peteğine benzer ve içlerinde büyük boşluklar bulundurur. Yapılarına bağlı olarak MOF’lar, çok çeşitli yararlı kimyasalları toplayabilir ve ardından serbest bırakabilir.

Bazı MOF’lar, çöl havasındaki nemi çekip daha sonra bu suyu içme suyu olarak serbest bırakabilir. Bazıları ise, zararlı ışık dalga boylarını emerek, bu ışınların tarım bitkilerine zarar vermesinin önüne geçebilir. Hatta temas ettikleri kirleticileri parçalayabilen kimyasallarla doldurulabilir.
Mühendisler, bu tür MOF’ları belirli toksik kimyasallara karşı koruyucu bir kalkan görevi görecek şekilde kumaşlara entegre etmenin yolları üzerinde çalışıyor. Birçok çeşitli alanda kullanılan MOF’lar, sanayi tesislerinden salınan karbondioksit gibi sera gazlarını da yakalayabiliyor. PFAS adı verilen, suda çözünmeyen ve doğada kalıcı kimyasalları sudan uzaklaştırmada bile kullanılabiliyorlar.

Gaz moleküllerinin yanı sıra MOF’lar, ilaçlar gibi küçük molekülleri de barındırabiliyor. Bu özellikleri sayesinde, belirli hedeflere ilaç taşıma ve depolama amacıyla kullanılabiliyorlar; gözenekli yapıları, terapötik kimyasalların kontrollü şekilde salınmasına olanak tanıyor.

Bu yapıdaki boşlukların genişliği birkaç angstromdan (1 angstrom = santimetrenin yüz milyon’da biri) birkaç nanometreye (milimetrenin milyonda biri) kadar değişiklik gösterebilir.
Yani, bu boşluklar çıplak gözle hatta çoğu mikroskopla bile görülemeyecek kadar küçüktür.

2025 Nobel Kimya Ödülü’nün ortaya çıkış hikayesi

Her şey 1980’lerin sonlarında başladı. O dönemde, Avustralya’daki Melbourne Üniversitesi’nden Richard Robson, bakır iyonlarını organik (karbon temelli) bileşiklerle birleştirmenin, kristal benzeri bir moleküler yapı oluşturduğunu keşfetti. Bu yapı, görünüş olarak bir elmasın yapısına oldukça benziyordu. Fakat aralarında bir fark vardı: Elmasın molekülleri sıkı bir şekilde paketlenmişken, Robson’un keşfettiği yapı boşluklarla doluydu. İşte bu boşluklar ileride keşfedilecek olan yapının temelini oluşturuyordu.

Birkaç yıl sonra, Japonya’daki Kyoto Üniversitesi’nden Susumu Kitagawa, yeni MOF yapıları üretmeye başladı ve ekibi, metan, azot ve oksijen gibi gazları emebilen bir MOF keşfetti.

Aynı dönemde, California Üniversitesi, Berkeley’den Omar Yaghi de metal iyonlarını ve organik molekülleri birleştirmeye başladı. 1999 yılında, olduça kararlı bir bileşik elde etti. MOF-5 adı verilen bu bileşik, oldukça büyük bir yüzey alanına sahipti. Öyle ki sadece birkaç gramı — yani bir şeker küpü kadarlık miktarı — bir futbol sahası kadar geniş bir yüzey alanı içeriyordu.

Bu üç bilim insanının keşfi birçok alanda devrim niteliği taşımakta ve gelecekteki uygulamaların önünü açmaktadır.
Robson, Kitagawa ve Yaghi, toplam 11 milyon İsveç kronu (yaklaşık 1,1 milyon ABD doları) tutarındaki ödülü paylaşacaklar.

Kaynakça:

https://www.sciencealert.com/2025-nobel-prize-for-chemistry-awarded-for-a-whole-lot-of-nothing