Prêmio Nobel de Química 2023: Avanços em Arquitetura Molecular com MOFs
O Prêmio Nobel de Química de 2023 foi concedido a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi por sua contribuição no desenvolvimento de estruturas metalorgânicas (MOFs – metal-organic frameworks). Estas estruturas inovadoras, compostas por íons metálicos conectados por moléculas orgânicas, formam cristais com amplos espaços internos, responsáveis por diversas aplicações práticas.
O que são Estruturas Metalorgânicas (MOFs)?
As MOFs possuem a capacidade de capturar e armazenar substâncias, além de permitir a condução de eletricidade e estimular reações químicas. As aplicações são vastas, incluindo a produção de água potável em áreas desérticas, a captura de dióxido de carbono (CO2), a extração de terras-raras de rejeitos e a purificação da água.
Contribuições dos Laureados
Em 1974, Richard Robson, da Universidade de Melbourne, começou a explorar a importância das propriedades de ligação entre átomos. Sua tentativa de criar uma variante da estrutura do diamante resultou em novos cristais com cavidades, embora iniciais, fossem instáveis.
Susumu Kitagawa, da Universidade de Kyoto, contribuiu para a construção de estruturas MOFs a partir de 1992, criando estruturas que podiam capturar e liberar gases. Em 1997, ele desenvolveu cristais flexíveis que mudavam de forma com a presença de água.
O grupo de Omar Yaghi, na Universidade da Califórnia em Berkeley, chegou a uma estrutura bidimensional capaz de armazenar moléculas a altas temperaturas, culminando em uma descoberta em 1999 com superfícies extensas, capazes de armazenar grandes volumes de gás.
Aplicações Práticas no Combate à Emergência Climática
A inovação trazida pelos MOFs levanta novas possibilidades para enfrentar questões ambientais urgentes. Yaghi fundou a Atoco, uma empresa que busca soluções práticas para colher água e capturar carbono. A engenheira química Liane Rossi, da USP, se dedica a estudar formas de remover gases de efeito estufa, utilizando MOFs em sistemas de adsorção.
Além dos trabalhos de Rossi, que exploram as aplicações agrícolas dos MOFs, Christiane Arruda, da Unifesp, foca na captura de poluentes na água, utilizando técnicas que associam MOFs a compostos fotocatalíticos.
Avanços e Reconhecimento no Campo da Química
A química Joyce Araújo, do Inmetro, reconhece o impacto do trabalho de Yaghi no desenvolvimento de nanoestruturas catalíticas. Araújo e seu colega Braulio Archanjo realizaram um estágio de pós-doutorado em Berkeley, contribuindo para estudos sobre nanocristais.
Yaghi destaca que sua jornada na química, desde a infância em uma biblioteca, convergiu com a construção de estruturas complexas. Ele acredita que a ciência é uma força igualadora, permitindo que indivíduos de diferentes origens realizem contribuições significativas.
Conclusão
O trabalho dos laureados com o Nobel de Química em 2023 não apenas oferece inovações significativas em ciência e tecnologia, mas também abre caminhos para soluções práticas em desafios ambientais. O desenvolvimento de MOFs reflete um avanço monumental na arquitetura molecular, alinhando ciência com necessidades urgentes da sociedade.
Informações da Agência FAPESP
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