Nagroda Nobla z Chemii 2025

Chociaż początek października kojarzy się z chłodem, to w świecie naukowym jest to najbardziej gorący okres w ciągu całego roku. W tym właśnie czasie poznajemy laureatów Nagrody Nobla w różnych dyscyplinach naukowych. W 2025 roku chemicznym Noblem zostało uhonorowanych troje naukowców – Susumu Kitagawa, Richard Robson i Omar M. Yaghi - za opracowanie szkieletów metalo-organicznych, znanych w piśmiennictwie jako tzw. metal-organic frameworks (MOFs).[1]

Czym są metal-organic frameworks?

Metal-organic frameworks to materiały powstające w wyniku reakcji pomiędzy kationami metali i związkami organicznymi (ligandy), posiadającymi zdolność do jednoczesnego wiązania się z co najmniej dwoma kationami metalu. W wyniku reakcji zachodzącej pomiędzy takimi blokami budulcowymi powstają rozbudowane, ale uporządkowane polimeryczne układy, których cechą charakterystyczną jest występowanie wolnych przestrzeni pomiędzy centrami metalicznymi. Dzięki obecności tych wolnych przestrzeni metal-organic frameworks mają porowaty charakter, a w konsekwencji zyskują szereg interesujących właściwości. Dobierając odpowiednie ligandy naukowcy mogą kontrolować rozmiar porów w MOF-ach i w konsekwencji ich właściwości fizykochemiczne.

Do czego służą metal-organic frameworks?

Porowatość MOFów jest wykorzystywana do odwracalnej absorpcji gazów i ich oczyszczania. Na przykład materiał znany jako CALF-20, powstający w wyniku reakcji jonów cynku z 1,2,4-triazolem, sprawdza się świetnie w wychwytywaniu dwutlenku węgla z atmosfery.[2] Z kolei MOF-303, otrzymywany przez połączenie jonów glinu z solą sodową kwasu 3,5-pirazolodikarboksylowego, sprawdza się doskonale w procesie absorpcji wody z powietrza o niskiej wilgotności. Przykładem zastosowania tego materiału jest „produkcja” wody w warunkach pustynnych.[3] Innym ciekawym przykładem jest NU-1501, oparty na jonach glinu i związku aromatycznym zawierającym sześć grup karboksylowych w cząsteczce. To połączenie okazało się bardzo efektywne w odwracalnej absorpcji wodoru i metanu.[4] Warto również wspomnieć, że metal-organic frameworks znajdują zastosowania komercyjne w systemach dostarczania gazów o wysokiej czystości – arsenowodoru, fosforowodoru i trifluorku boru – dla przemysłu elektronicznego.[5] Obszar wykorzystania MOFów nie ograniczaja się wyłącznie do absorpcji gazów – są one również badane jako potencjalne sensory, systemy dostarczania leków i katalizatory.

Ligandy organiczne z Synthex Technologies

Synthex Technologies nie stoi na uboczu rewolucji związanej z metal-organic frameworks. W swojej ofercie posiadamy m.in. 1,3-bis((2-metylo-1H-imidazol-1-ylo)metylo)benzen (STC0003, 1,3-bimb), jeden z bloków budulcowych w syntezie MOFów opartych na kationach kadmu i cynku. Te materiały zostały zastosowane jako sensory i fotokatalizatory.[6, 7]
Chcesz otrzymać autorkie MOFy, ale ligandy do tego potrzebne nie są dostępne handlowo? Nie ma powodów do zmartwień - skontaktuj się z nami. Chętnie podejmiemy nowe wyzwania syntetyczne i dostarczymy Ci związki, których potrzebujesz w ramach usługi syntezy na zlecenie.

Źródła:

1. [1] Nobel Prize in Chemistry 2025 - Press Release
2. [2] doi: 10.1126/science.abi7281
3. [3] doi: 10.1126/sciadv.aat3198
4. [4] doi: 10.1126/science.aaz8881
5. [5] Ion-X Solutions
6. [6] doi: 10.1016/j.molstruc.2022.133239
7. [7] doi: 10.1039/C5CE01157D

Autor:
Dr Marcin Budny jest kierownikiem laboratorium syntezy na zlecenie w Synthex Technologies.