Nobel Kimya Ödülü, moleküler mimaride çığır açan üç bilim insanına verildi. Susumu Kitagawa, Richard Robson ve Omar M. Yaghi, metal-organik çerçeveler (MOF) geliştirdi. Bu yapılar, su arıtma, karbon yakalama ve enerji depolama gibi kritik alanlarda kullanılıyor.
MOF nedir? Moleküller için stüdyo daireler
Araştırmacıların geliştirdiği metal-organik çerçeveler, moleküllerin girip çıkabildiği devasa boşluklara sahip kristal yapılar olarak tanımlanmıştı. Çöl havasından su üretme, kirli sudan zararlı maddeleri ayıklama, karbondioksiti yakalama ve hidrojen depolama gibi kritik uygulamalarda kullanılıyor.
Bilim insanları, bu esnek ve gözenekli malzemelerin aynı zamanda ilaç taşımadan zehirli gazların kontrolüne, hatta meyvelerin olgunlaşma hızının yavaşlatılmasına kadar çok geniş bir kullanım alanı sunduğunu aktardı.
Richard Robson: Bir tahta molekül modelinden doğan fikir
MOF’un hikâyesi 1970’lerde Avustralya’da başladı. Melbourne Üniversitesi’nde ders veren Richard Robson, öğrencileri için molekül modelleri hazırlarken “atomların bağlanma noktalarındaki düzenin” kimyada yeni yapılar oluşturmak için kullanılabileceğini fark etti.
Elmasın dört kollu yapısından ilham alan Robson, bakır iyonlarını dört uçlu moleküllerle birleştirerek boşluklu kristaller üretti.
1989’da yayımladığı makalesinde bu yeni yapının “geleceğin malzeme bilimi için yeni bir yol” olabileceğini yazdı.
Gerçekten de haklıydı. Söz konusu yaklaşım, 1990’larda kimyanın en heyecan verici alanlarından birine dönüştü.
Susumu Kitagawa: Yararsız şeyler de yararlı hale gelebilir
Japon kimyager Susumu Kitagawa, “yararsız olanın yararını görmek” mottosuyla çalışmalarını sürdürdü.
1992’de sunduğu ilk gözenekli malzeme, aseton moleküllerini saklayabilen iki boyutlu bir yapıydı.
Başta “amacı olmayan bir deney” olarak görülse de, Kitagawa’nın çalışması gözenekli moleküler mimarinin temelini attı.
Fon sağlayıcı kurumlar projelerini reddetse de Kitagawa ısrarla araştırmalarına devam etti ve kısa sürede MOF’ların kimyada yeni reaksiyon yolları açabileceğini gösterdi.
Omar Yaghi: Kimyayı mimariye dönüştürmek
ABD’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde çalışan Omar M. Yaghi, 1990’ların sonlarında metal-organik çerçevelerin sistematik tasarımını mümkün kılarak bu alanı kimyanın en hızlı büyüyen disiplinlerinden biri haline getirdi.
Yaghi, binlerce farklı MOF’un sentezlenmesini sağlayan prensipleri ortaya koydu ve bu yapıları enerji depolama, karbon yakalama ve temiz su üretimi gibi küresel sorunlara çözüm arayışına yönlendirdi.
Bilimden topluma: Yeni bir kimya çağı
Bugün on binlerce farklı MOF sentezlenmiş durumda. Bu yapılar, kimyagerlere maddeleri atom ölçeğinde düzenleme ve kontrol etme gücü veriyor; bu nedenle bilim dünyasında “yeni bir kimyasal mimari devrimi” olarak görülüyor.
İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi, ödül açıklamasında “Kitagawa, Robson ve Yaghi’nin kimyayı üç boyutlu düşünmeyi öğrettiğini ve elementler arasında yeni bir dil kurduklarını” paylaştı.
