El Nobel de Química premia el desarrollo de un nuevo tipo de arquitectura molecular

Copenhague, 8 oct (EFE).- El Nobel de Química ha premiado este miércoles al británico Richard Robson, el japonés Susumu Kitagawa y el jordano Omar M. Yaghi por el desarrollo de un nuevo tipo de arquitectura molecular, las estructuras metalorgánicas.

Estas construcciones, conocidas como MOF por sus siglas en inglés, tienen múltiples aplicaciones prácticas y se usan ya para recoger agua del aire del desierto, capturar dióxido de carbono (CO2), almacenar gases tóxicos, separar las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) del agua o catalizar reacciones químicas.

«Las estructuras metalorgánicas tienen un potencial enorme, proporcionando oportunidades no previstas con anterioridad para materiales a medida con nuevas funciones», señaló la Real Academia de las Ciencias sueca.

Los MOF poseen gran porosidad, versatilidad y estabilidad variables y pueden almacenar gases como hidrógeno, metano o CO2, de ahí que algunos investigadores vean en ellos potencial para convertirse en el material del siglo XXI.

Una intuición surgida a partir de una clase de química

El origen del descubrimiento se remonta hacia 1974, en una de las clases que Robson impartía en la australiana Universidad de Melbourne, en la que los alumnos debían construir moléculas a partir de bolas y varillas de madera.

Inspirado en ese ejercicio y en la importancia de dónde perforar los agujeros para dotar al conjunto de una estructura y forma estables, Robson se cuestionó qué pasaría si usara las propiedades inherentes de los átomos para unir distintos tipos de moléculas, en vez de átomos individuales.

Sus intuiciones cristalizaron cuando en 1989 probó a combinar iones de cobre con carga positiva con una molécula de cuatro brazos y con un grupo químico que era atraído por los iones de cobre en el extremo de cada brazo.

Cuando se combinaron, se unieron para formar un cristal espacioso y bien ordenado, como un diamante lleno de innumerables cavidades.

Robson presentó luego nuevos tipos de construcciones con cavidades rellenas de varias substancias, sugiriendo que podrían servir para catalizar reacciones químicas y ser la base de una nueva forma de construir materiales.

Descubrimientos pioneros de Kitagawa y Yaghi

La fragilidad de esas construcciones hicieron pensar a muchos químicos que eran inútiles, pero no a Kitagawa y Yaghi que, de forma separada, realizaron varios descubrimientos pioneros entre 1992 y 2003.

Kitagawa demostró que los gases pueden entrar y salir de las construcciones y predijo que las estructuras metalorgánicas podrían hacerse flexibles.

Los MOF pueden ser creados a partir de muchos tipos de moléculas, lo que les otorga un gran potencial para integrar diferentes funciones y pueden formar materiales blandos.

Yaghi, por su parte, creó un MOF muy estable y demostró que se puede modificar mediante un diseño racional, lo que le confiere propiedades nuevas y atractivas.

Esa química basada en el ensamblaje de piezas cuya estructura es controlada minuciosamente de antemano, bautizada «química reticular» por el científico jordano, tiene aplicaciones potenciales para afrontar algunos de los desafíos más importantes del mundo actual como el almacenamiento de CO2, el desarrollo de nuevos combustibles o la sequía.

El sueño de crear materiales a partir del aire

Durante la rueda de prensa de anuncio del Nobel, Kitagawa confesó que aspira a crear nuevos materiales a partir del aire.

«Mi sueño es capturar aire y separarlo de, por ejemplo, del dióxido de carbono u oxígeno, y convertirlo en material utilizable», dijo por teléfono.

El científico japonés resaltó que el aire contiene la mayor parte de los elementos que se usan para construir materiales, por lo que considera que tiene un gran potencial.

Yaghi, que nació en Amán y es hijo de refugiados palestinos, se enteró de que había ganado el Premio Nobel durante una escala en su viaje hacia una conferencia en Bruselas, Bélgica.

«Cuando aterricé, vi que no había nada en mi teléfono, y entonces recibí una llamada», contó en un comunicado publicado por la Universidad de California, Berkeley.

«No hay nada como esto, es una sorpresa», dijo. Recibir el premio «es una sensación que no se tiene a menudo», agregó.

Tres científicos de larga trayectoria

Robson (Glusburn, Reino Unido, 1937) se licenció y doctoró por la Universidad de Oxford, amplió estudios en Estados Unidos y, en 1966, se incorporó a la de Melbourne, donde ha desarrollado una prestigiosa carrera de más de medio siglo.

El científico británico es reconocido por sus investigaciones pioneras y su liderazgo en descubrimientos químicos, es miembro de la Academia Australiana y de la Real Sociedad de Edimburgo, además de profesor honorario de la Facultad de Química en Melbourne.

Kitagawa (Kioto, Japón, 1951) se doctoró en la universidad de su ciudad natal, donde ahora es profesor distinguido y vicepresidente ejecutivo, pero ha trabajado también las de Kindai y Tokio.

Ha recibido numerosos reconocimientos, como el premio de la Sociedad Química de Japón de 2009 o el Grand Prix de la Fondation de la Maison de la Chimie en 2018, y es miembro de varias sociedades y academias de química.

Yaghi, de 60 años, se doctoró en la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, país en el que ha desarrollado la mayor parte de su carrera y donde ejerce en la actualidad, pero en la Universidad de California en Berkeley.

Entre las numerosas distinciones que ha recibido figura un premio Fronteras del Conocimiento otorgado por la Fundación BBVA en 2018.

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