Em 8 de outubro de 2025, a Real Academia Sueca de Ciências anunciou que Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi receberam o Prêmio Nobel de Química pelo desenvolvimento dos Metal-Organic Frameworks (MOFs), estruturas cristalinas porosas que transformaram a química moderna [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025]. Essas "esponjas moleculares" oferecem soluções para desafios globais, como captura de carbono, purificação de água e armazenamento de combustíveis limpos.
Antes das MOFs, criar estruturas tridimensionais controláveis era considerado um "deserto sintético", termo usado pelo químico Roald Hoffmann para descrever a dificuldade histórica do campo.
O que são Metal-Organic Frameworks (MOFs)?
Os MOFs são materiais porosos cristalinos formados por íons metálicos conectados por moléculas orgânicas, criando redes tridimensionais com cavidades ajustáveis [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025]. Essas cavidades funcionam como "apartamentos moleculares" que capturam gases como CO₂, hidrogênio ou vapor d’água [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
Características principais dos MOFs:
- Alta porosidade: Superfícies internas de até 10.000 m²/g, como na MOF-210, equivalente a um campo de futebol em poucos gramas [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025; Science, 2010].
- Flexibilidade: Podem ser projetados para finalidades específicas ao variar metais e ligantes orgânicos [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
- Estabilidade: Estruturas como a MOF-5 suportam até 300°C, enquanto a HKUST-1 mantém propriedades até 240°C [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
A MOF-177 exibe área superficial de 4.500 m²/g (método Langmuir), superando zeólitas, que alcançam apenas algumas centenas de m²/g [Science, 2010].
Os Laureados do Nobel de Química 2025
Richard Robson: O Pioneiro Visionário
Em 1989, Richard Robson, da Universidade de Melbourne, inspirado pela estrutura do diamante, publicou no Journal of the American Chemical Society a estrutura pioneira de MOFs, combinando íons de cobre com moléculas orgânicas de quatro braços para formar cristais com cavidades espaçosas [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025]. Apesar da instabilidade inicial, sua visão abriu caminho para o campo.
Susumu Kitagawa: A Utilidade do Inútil
Susumu Kitagawa, da Universidade de Kyoto, guiado pela filosofia de "utilidade do inútil", superou ceticismo inicial. Em 1997, ele criou MOFs que absorvem e liberam gases como metano e nitrogênio sem perder sua forma [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025]. Em 1998, introduziu MOFs "flexíveis", que mudam de forma como pulmões moleculares [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
Omar M. Yaghi: O Mestre da Síntese Reticular
Omar M. Yaghi, da Universidade da Califórnia, Berkeley, cresceu em Amã, Jordânia, sem eletricidade ou água corrente, mas encontrou inspiração na química. Em 1999, ele desenvolveu a MOF-5, uma estrutura estável com alta área superficial [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025]. Sua química reticular permite projetar MOFs sob medida, como a série IRMOF, com poros ajustáveis para aplicações específicas [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
Aplicações Práticas dos MOFs
Os MOFs já são usados em escala industrial e laboratorial, enfrentando desafios globais:
- Captura de carbono: A CALF-20 está em testes em uma fábrica no Canadá para capturar CO₂, mesmo em condições úmidas [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
- Purificação de água: A UiO-67 remove PFAS, os "químicos eternos", de fontes hídricas [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
- Armazenamento de hidrogênio: A NU-1501 armazena hidrogênio em pressão normal, eliminando riscos de tanques tradicionais [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
- Colheita de água: A MOF-303 captura vapor d’água no deserto do Arizona, liberando água potável ao ser aquecida [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
- Indústria eletrônica: MOFs gerenciam gases tóxicos na produção de semicondutores [Theසystem: The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
A CALF-20 captura CO₂ com entalpia de adsorção de 30-50 kJ/mol, ideal para regeneração eficiente [Science, 2021].
Por que os MOFs são tão importantes?
Os MOFs superam materiais tradicionais como zeólitas devido à sua flexibilidade e personalização [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025]. Com dezenas de milhares de MOFs diferentes desenvolvidos, eles são considerados o material do século XXI por seu potencial revolucionário [The Royal Swedish Academy of Sciences, 2025].
Desafios e Futuro dos MOFs
Embora algumas MOFs, como a CALF-20, resistam à umidade, a estabilidade em ambientes úmidos permanece um desafio. Novos métodos, como a síntese da Al-soc-MOF-1, reduzem custos usando metais abundantes como alumínio, viabilizando aplicações em larga escala.
FAQ sobre o Prêmio Nobel de Química 2025 e MOFs
1. O que são Metal-Organic Frameworks (MOFs)?
Estruturas cristalinas porosas formadas por íons metálicos e moléculas orgânicas, com cavidades ajustáveis para capturar ou armazenar gases e moléculas.
2. Qual foi a contribuição de cada laureado?
Robson criou as primeiras MOFs em 1989, Kitagawa desenvolveu MOFs estáveis e flexíveis (1992-1998), e Yaghi criou a MOF-5 e a síntese reticular (1999-2003).
3. Quantas MOFs existem?
Dezenas de milhares de MOFs diferentes foram desenvolvidas, com mais de 100.000 variações reportadas.
4. Como as MOFs são usadas na prática?
Elas capturam CO₂ (CALF-20), purificam água (UiO-67), armazenam hidrogênio (NU-1501), coletam água no deserto (MOF-303) e gerenciam gases na indústria eletrônica.
5. Por que as MOFs são revolucionárias?
Permitem o design racional de materiais porosos com propriedades específicas, superando limitações de materiais tradicionais como zeólitas.
Conclusão
O Prêmio Nobel de Química 2025 celebra a genialidade de Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi, que transformaram a química com as Metal-Organic Frameworks. Essas estruturas oferecem soluções para crises globais, como mudanças climáticas e escassez de água, moldando o futuro da ciência e da sustentabilidade.
Fonte: The Royal Swedish Academy of Sciences. (2025). The Nobel Prize in Chemistry 2025: Press Release. | The Royal Swedish Academy of Sciences. (2025). Popular Science Background: They have created new rooms for chemistry. | Science. (2010). Design and synthesis of MOF-210. | Science. (2021). CALF-20 for CO2 capture. | Nature. (1999). Synthesis of MOF-5. | Journal of the American Chemical Society. (1989). Robson’s MOF structure.
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