» »

Nobelova nagrada za kemijo 2025

Nobelova nagrada za kemijo 2025

Slo-Tech - Naravoslovni komplet Nobelovih nagrad tudi letos zaključuje kemija, kjer so včeraj razglasili tri prejemnike. Prestižno nagrado prejmejo japonski kemik Susumu Kitagawa z Univerze v Kyotu, britanski kemik Richard Robson z Univerze v Melbournu in pakistanski kemik Omar Yaghi z Berkeleyja za odkritje kovinskih organskih poroznih materialov (metal organic frameworks, MOF). Ti materiali imajo zelo veliko specifično površino glede na svojo maso, zato so pripravi za absorpcijo vlage ali ogljikovega dioksida iz zraka, odstranjevanje onesnažil iz vode, shranjevanje vodika in podobno.

Richard Robson je pri poučevanju uporabljal vsem dobro znane lesene modele atomov in molekul, ki imajo odvisno od elementa zvrtane luknjice za tvorbo vezi na točno določeni mestih. Ogljikovi atomi imajo štiri, ki so razporejene tetraedrično, dušikovi imajo tri v piramidalni razporeditvi, kisik ima dve pod kotom in podobno. Tako se povezujejo atomi, Robson pa je pomislil, ali bi lahko na enak način centralni atomi povezovali celotne molekule. V takem primeru bi nastale strukture, ki bi imele ogromno praznega prostora, s tem pa visoko poroznost in veliko notranjo površino. Kot centralne atome je sprva uporabil bakrove ione, ki imajo radi tetraedrično razporeditev, okoli njih pa je razmestil organske molekule (tetracianotetrafenilmetan). V nasprotju s strahovi drugih kemikov ni nastala kaotična zmeda, temveč so se dejansko tvorile urejene in pravilne strukture. Nastala je diamantu podobna mreža, ki pa je bila bistveno bolj porozna.

Robson je pokazal, da je te strukture možno uporabljati za izmenjavo ionov v tekočinah. Če je vanje potopil porozno strukturo, ki je imela ujete ione, so se ti izmenjali z ioni v vodi. A v tej zgodnji fazi so imele nove strukture nemalo težav, predvsem jih je pestila nestabilnost. Ta problem sta rešila Susumu Kitagawa in Omar Yaghi, ki sta v 90. letih razvila kopico stabilnih MOF-ov. Kitagawa leta 1992, ko je predstavil svoj prvi MOF, še vedno ni točno vedel, čemu bi lahko služili. Zamisel je bila zanimiva, a ker ni imela praktične uporabe, je financerji niso podpirali. Leta 1997 je nato sintetiziral prvi res stabilni MOF, ki ga je lahko tudi posušil in uporabil za shranjevanje plinov. To je bila praktična uporabnost, a nič kaj drugačne od tedaj že znanih poroznih zeolitov na osnovi silicijevega dioksida. Kitagawa je zato jel pojasnjevati, da so MOF-i predvsem bolj prilagodljivi, ker lahko uporabi širok nabor molekul za njihovo gradnjo, poleg tega pa so fleksibilni in jih je moč enostavno oblikovati. Začelo se je hitro razvijanje najrazličnejših MOF-ov.

Omar Yaghi je storil pomemben korak naprej. Pokazal je, kako možno predvidljivo dizajnirati MOF-e z različnimi organskimi molekulami in kovinskimi ioni. Leta 1995 je na primer pokazal strukturo MOF-a, ki je bil stabilen vse do 350 °C, in takrat prvikrat uporabil ime: kovinsko organsko ogrodje (MOF). Njegov material MOF-5 je še danes eden najpomembnejših, saj ima izjemno visoko površino, s tem pa tudi večjo sposobnost absorpcije plinov kakor zeoliti. Njegove raziskave so razkrile načine, kako lahko sistematično sintetiziramo in prilagajamo MOF-e, ki so danes ena izmed najpriljubljenejših vrst materialov.

6 komentarjev

fikus_ ::

Domišljija nima meja...
Kaj pa v naravi obstajajo podobne strukture? Verjetno ne čisto takšne, ker bi jih sicer že odkrili.
Učite se iz preteklosti, živite v sedanjosti in razmišljajte o prihodnosti.
PS Ne odgovarjam trolom in provokatorjem!

pegasus ::

Za spužve še nisi slišal?

fikus_ ::

Verjetno podobna zadeva če gledaš od daleč, ta je na kovinski osnovi.
Učite se iz preteklosti, živite v sedanjosti in razmišljajte o prihodnosti.
PS Ne odgovarjam trolom in provokatorjem!

wajdouc ::

visoko površino

Je tole pravilno napisano? Ima površina višino? Ne bi bilo bolj točno uporabiti "veliko površino"?

bm1973 ::

Huš mora nehati prodajati nepismeno levičarsko agendo >:D.

Naj gre raje na kak tečaj slovenščine, da ne bodo na koncu Albanci bolj pismeni...

Zgleda prevaja s ChatGPT...

Naj raje uporabi Deepl...

WhiteAngel ::

Organska kovina? Kaj vse izveš tu.


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Sintetizirali in posneli olimpicen

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
64211 (3456) RejZoR
»

kemijsko vprašanje

Oddelek: Znanost in tehnologija
386597 (6083) Fajrwol
»

Motocikel na vodikove celice (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
5711797 (10552) gzibret
»

Steklo (strani: 1 2 3 4 5 )

Oddelek: Znanost in tehnologija
22217465 (14887) Thomas
»

COS, nastanek življenja in nekoč smo se o tem zgovarjali

Oddelek: Znanost in tehnologija
493647 (2783) Thomas

Več podobnih tem