El Premio Nobel de Química de este año fue otorgado a Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi por su creación de una arquitectura molecular pionera, capaz de albergar reacciones químicas en estructuras altamente porosas conocidas como marcos metal-orgánicos, o MOF (del inglés metal–organic frameworks).
La idea revolucionaria: “habitaciones” dentro de materiales
La particularidad de los MOF es que combinan iones metálicos con moléculas orgánicas que funcionan como “vínculos” para formar redes cristalinas que contienen espacios internos —o cavidades— de gran tamaño relativo al volumen global del material. En estas cavidades pueden fluir moléculas de gas u otras sustancias, permitiendo funciones como almacenamiento, filtrado o catálisis.
Tal como señaló Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, estos materiales “traen oportunidades inesperadas de diseño a la química, permitiendo funciones hechas a la medida”. Un ejemplo ilustrativo: un fragmento diminuto de MOF, del tamaño de un cubo de azúcar, puede tener una superficie interna equivalente a un campo de fútbol, gracias a su altísima porosidad.
El recorrido histórico: de idea a campo de investigación
- Richard Robson: el precursor
La historia arranca en 1989, cuando Richard Robson combinó iones de cobre con una molécula tetradentada (cuatro brazos), generando un cristal regular con espacios internos —algo así como un diamante con cavidades. Aunque Robson comprendió con prontitud el potencial de su invención, su estructura resultó frágil y susceptible de colapso, lo que limitó su aplicación inmediata.
- Susumu Kitagawa: la estabilidad y la flexibilidad
A partir de principios de la década de 1990, Susumu Kitagawa desarrolló por su parte materiales porosos más robustos. Demostró que los gases podían entrar y salir sin destruir el armazón molecular, e incluso anticipó que algunos MOF podrían ser flexibles —es decir, cambiar de forma cuando se cargan o descargan moléculas—. Kitagawa apostó por ver utilidad en lo que parecía inútil: estructuras porosas sin función clara inmediata, pero con potencial.
- Omar Yaghi: diseño racional y diversificación funcional
Desde la década de 1990, Omar Yaghi introdujo el enfoque de diseño racional para construir y modificar MOF con propiedades específicas. Uno de sus logros más emblemáticos fue la llamada MOF-5, capaz de mantenerse estable incluso cuando estaba vacía, y con cavidades de tamaño impresionante. Yaghi avanzó también en la diversificación de variantes del MOF: cambiar los “ladrillos” moleculares permite ajustar sus propiedades —por ejemplo, su afinidad hacia dióxido de carbono, hidrógeno o ciertas moléculas contaminantes—.
Impacto potencial en ciencia, industria y medio ambiente
Desde los descubrimientos de los laureados, los investigadores han sintetizado decenas de miles de MOF diferentes, cada uno con características particulares. Entre las aplicaciones más prometedoras se encuentran la captura de dióxido de carbono para mitigar emisiones industriales, la recolección de agua del aire desértico mediante MOF que absorben humedad nocturna y liberan agua al calentarse, la eliminación de contaminantes persistentes —como los llamados “forever chemicals” PFAS— del agua, el almacenamiento de gases energéticos como hidrógeno o metano en espacios densos y controlados, y la catálisis selectiva de reacciones químicas dentro de esos espacios internos para mayor eficiencia y control.
Sin embargo, muchas de esas aplicaciones aún están en fase experimental o piloto, y su escalamiento industrial exige superar retos de costo, estabilidad a largo plazo y producción masiva.
Premio Nobel de Química 2025: quiénes son los galardonados y su legado
Susumu Kitagawa (Japón, nacido en 1951) es profesor en la Universidad de Kyoto. Richard Robson (nacido en 1937 en Reino Unido) ha estado ligado a la Universidad de Melbourne y es considerado un pionero en la ingeniería cristalina. Omar M. Yaghi (nacido en 1965 en Amán, Jordania) es químico con doble nacionalidad y profesor en la Universidad de California, Berkeley.
La suma del premio asciende a 11 millones de coronas suecas, que los laureados compartirán. El hecho de que tres científicos de perfiles geográficos diversos ganen el Nobel de Química por una línea muy especializada es señal de la creciente relevancia global de la ciencia de materiales y de las colaboraciones transnacionales.
Ilustraciones: Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach