Nobelpreis für Chemie geht an Forschergruppe für metallorganische Verbindungen

Susumu Kitagawa, Richard Robson und Omar Yaghi werden mit dem Nobelpreis für Chemie 2025 ausgezeichnet. Sie haben molekulare Konstruktionen mit großen Zwischenräumen geschaffen, durch die Gase und andere Chemikalien strömen können. Durch Variation der in den MOFs (Metal-Organic Frameworks) verwendeten Bausteine können Chemikerinnen und Chemiker diese so gestalten, dass sie bestimmte Substanzen einfangen und speichern. MOFs können auch chemische Reaktionen antreiben oder Elektrizität leiten. Diese Konstruktionen können dazu verwendet werden, Wasser aus der Wüstenluft zu gewinnen, Kohlendioxid zu binden, giftige Gase zu speichern oder chemische Reaktionen zu katalysieren.

Vielfache Anwendungen

„Metallorganische Gerüste haben ein enormes Potenzial und eröffnen bisher ungeahnte Möglichkeiten für maßgeschneiderte Materialien mit neuen Funktionen“, sagt Heiner Linke, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie.

Alles begann 1989, als Richard Robson versuchte, die Eigenschaften von Atomen auf neue Weise zu nutzen. Er kombinierte positiv geladene Kupferionen mit einem vierarmigen Molekül, das an jedem Kettenende eine chemische Gruppe aufwies, die von Kupferionen angezogen wurde. Als sie miteinander kombiniert wurden, verbanden sie sich zu einem gut geordneten geräumigen Kristall. Es war wie ein Diamant, der mit unzähligen Hohlräumen gefüllt war.

Erste Schritte vor 36 Jahren

Robson erkannte sofort das Potenzial seiner Molekülkonstruktion, aber sie war instabil und brach leicht zusammen. Susumu Kitagawa und Omar Yaghi gaben dieser Bauweise jedoch ein solides Fundament: Zwischen 1992 und 2003 machten sie unabhängig voneinander eine Reihe Entdeckungen. Kitagawa zeigte, dass Gase in die Konstruktionen hinein- und aus ihnen herausströmen können, und sagte voraus, dass MOFs flexibel gestaltet werden könnten. Yaghi schuf ein sehr stabiles MOF und zeigte, dass es modifiziert werden kann, wodurch es neue und wünschenswerte Eigenschaften erhält.

Nach den Entdeckungen der Preisträger haben Chemiker Zehntausende verschiedener MOFs hergestellt. Einige davon könnten zur Lösung einiger der größten Herausforderungen der Menschheit beitragen, beispielsweise durch Anwendungen wie die Abtrennung von PFAS aus Wasser, den Abbau von Spuren von Arzneimitteln in der Umwelt, die Abscheidung von Kohlendioxid oder die Gewinnung von Wasser aus der Wüstenluft.

Nobelpreis ist mit 1 Mio. € dotiert

Der Nobelpreis für Chemie ist in diesem Jahr mit circa 1 Mio. € dotiert. Die Auszeichnung geht zu gleichen Teilen an die drei Forscher. Kitigawa ist derzeit an die Kyoto University, Robson an die University of Melbourne und Yaghi an die University of California in Berkeley tätig.

Mehr zum Thema: MOFs als Superkondensatoren