08.10.2025 EPA/FREDRIK SANDBERG/TT
Tegoroczne nagrody Nobla w chemii rzuciły świeże światło na substancję i konstruowanie innowacyjnych substancji. Zainteresowanie uczonych materiałami MOF jest znaczne, choć efektywne i szerokie zastosowania z ich udziałem wciąż są przed nami – oznajmił dr hab. inż. Wojciech Bury, prof. UWr.
Susumu Kitagawa, Richard Robson i Omar M. Yaghi zostali uhonorowani Nagrodą Nobla z chemii za rozwinięcie nowego typu budowy molekularnej, mianowicie struktur metaliczno-organicznych. W oparciu o odkrycia tegorocznych laureatów nagrody Nobla z chemii udało się wytworzyć wiele struktur MOF (z ang. Metal-Organic Frameworks), które mogą wspomóc w zmaganiach z licznymi współczesnymi problemami, takimi jak np. skażenie atmosferyczne czy emisja trujących gazów.
– Debaty odnośnie Nobla za struktury metaliczno-organiczne trwają od kilku lat, gdyż pasja badaczy na całym globie w tym obszarze jest ogromna. Aplikacje tych substancji są, obok np. tematyki perowskitów, niezmiernie popularnym tematem. Spodziewaliśmy się, że Nobel w tej dziedzinie nastąpi i wciąż istniało wyczekiwanie, czy to będzie już, czy za moment – powiedział PAP dr hab. inż. Wojciech Bury, prof. UWr, szef Zespołu Chemii Retikularnej i Katalizy z Wydziału Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego.
Jak objaśnił naukowiec, substancje te można przyrównać do gąbek chemicznych, które poprzez porowatą budowę umożliwiają gromadzenie wewnątrz różnorodnych komponentów i kreują obszerny wachlarz możliwości ich wykorzystania. – Te pierwsze odkrycia dotyczące struktur MOF ukazały, że mamy do czynienia z materiałami o potężnej zdolności sorpcyjnej i opcjach składowania rozmaitych cząsteczek w znacznie większej skali, niż przy użyciu dotychczas znanych materiałów – wytłumaczył rozmówca PAP.
Jedną z takich opcji jest składowanie gazów, na przykład gazów cieplarnianych, takich jak dwutlenek węgla, innym niwelowanie substancji trujących, dzięki czemu mogłyby być użyteczne do oczyszczania wody bądź powietrza. Trwają także prace nad użyciem ich do kontrolowanego wydzielania leków w zaawansowanych terapiach.
– Chyba najbardziej rozwinięty jest obszar konstruowania pojemników do przechowywania gazów, w szczególności wodoru albo metanu. Zbudowano np. model auta zasilanego metanem, który był przechowywany właśnie w zbiorniku wypełnionym materiałem MOF – opisał dr hab. Wojciech Bury.
Dodał, że ostatnio mocno zgłębianym kierunkiem jest pozyskiwanie pary wodnej z powietrza, co mogłoby mieć fundamentalne znaczenie dla wytwarzania wody w krajach o pustynnym klimacie.
– Odkrycia noblistów mają istotność fundamentalną, a z tych potencjalnych zastosowań jeszcze nie posiadamy tego jednego, konkretnego i przełomowego. Wciąż jesteśmy na etapie poszukiwań takich aplikacji. To wciąż są święte Graale, które chciałoby się odnaleźć – wyjaśnił.
Dla chemików ważne jest to, że mogą takie materiały projektować, innymi słowy uzyskiwać materiały „szyte na miarę”. Wybrać właściwe jednostki konstrukcyjne, zaprojektować na komputerze, a potem pozyskać je w laboratorium. To – jak zaznaczył rozmówca PAP – całkowicie nowe spojrzenie na substancję i konstruowanie nowoczesnych materiałów.
Zespół dr. hab. Wojciecha Burego, prof. UWr, wytwarza aktualnie materiały hybrydowe, które mają służyć do neutralizacji substancji toksycznych i w tym celu wykorzystują struktury MOF. – Pragniemy złączyć świat materiałów MOF ze światem polimerów, ponieważ pewnym ograniczeniem tych materiałów jest trudność ich formowania w określone kształty, czyli w formy użytkowe. Chcemy łączyć sztywne materiały MOF z elastycznymi materiałami polimerowymi. Ostateczny materiał hybrydowy posiadałby zatem funkcje obu tych grup materiałów – opisał badacz.
Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska-Wujec (PAP)
ekr/ agt/ mhr/
