Ba nhà khoa học Susumu Kitagawa, Richard Robson và Omar M. Yaghi là chủ nhân giải Nobel Hóa học 2025. Ảnh: Nobel Prize
Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển công bố giải thưởng lúc 11h45 ngày 8/10 tại thủ đô Stockholm Thụy Điển (16h45 giờ Hà Nội).
Ba nhà khoa học Susumu Kitagawa (74 tuổi, Nhật Bản), Richard Robson (88 tuổi, Anh) và Omar M. Yaghi (60 tuổi, Mỹ) giành giải Nobel Hóa học 2025 vì đã tạo ra cấu trúc phân tử mới với khoảng trống lớn mà khí gas và những hóa chất khác có thể chảy qua (tức là cho phép các phân tử tự do đi vào và thoát ra).
Cấu trúc phân tử mới còn gọi là bộ khung kim loại - hữu cơ (MOF) đã được ứng dụng nhiều trong thực tế như: thu thập nước từ không khí trên sa mạc, thu giữ carbon dioxide, lưu trữ khí độc hoặc xúc tác phản ứng hóa học. loại bỏ chất ô nhiễm trong nước...
"Bộ khung kim loại - hữu cơ có tiềm năng khổng lồ, mang đến nhiều cơ hội chưa từng thấy để tùy chỉnh vật liệu với chức năng mới", Heiner Linke, chủ tịch Hội đồng Nobel về Hóa học, nhận xét.
Năm 1989, Richard Robson thử tận dụng những đặc tính vốn có của nguyên tử theo cách mới. Ông kết hợp ion đồng tích điện dương với một phân tử 4 cánh, khiến ion đồng bị hút vào đầu mỗi cánh. Sau khi kết hợp, chúng dính chặt và tạo thành tinh thể rỗng có trật tự giống viên kim cương chứa vô số khoang rỗng.
Robson lập tức nhận ra tiềm năng của cấu trúc phân tử mới nhưng nó kém ổn định và dễ dàng sụp đổ. Tuy nhiên, Susumu Kitagawa và Omar Yaghi đã cung cấp nền tảng vững chắc cho phương pháp kiến tạo này.
Từ năm 1992 đến năm 2003, mỗi nhà nghiên cứu độc lập tạo ra hàng loạt phát hiện mang tính cách mạng. Kitagawa chứng minh khí gas có thể chảy qua cấu trúc và dự đoán có thể tạo ra MOF một cách linh hoạt. Yaghi tạo ra một loại MOF ổn định và chỉ ra có thể biến đổi nó với thiết kế hợp lý để đạt những đặc tính mới theo mong muốn.
Tiếp nối những phát hiện đột phá của ba nhà khoa học đoạt giải, các nhà hóa học đã chế tạo hàng chục nghìn MOF khác nhau. Trong đó, một số có thể góp phần giải quyết những thách thức lớn nhất của nhân loại, với các ứng dụng như tách PFAS khỏi nước, phân hủy dấu vết dược phẩm trong môi trường, thu giữ CO2 hoặc thu nước từ không khí sa mạc.
Khung kim loại - hữu cơ hay khung cơ kim là một loại hợp chất bao gồm các ion hoặc cụm kim loại kết hợp với các phối tử hữu cơ để tạo thành cấu trúc một, hai hoặc ba chiều. Điểm đặc biệt của loại vật liệu này nằm ở độ xốp cực cao, đồng thời có thể biến đổi linh hoạt cả thành phần kim loại lẫn phối tử hữu cơ liên kết với chúng trong cấu trúc khung.
Nobel là giải thưởng quốc tế do Quỹ Nobel tại Stockholm lập ra từ năm 1901 dựa trên tài sản của Alfred Nobel, nhà phát minh kiêm doanh nhân Thụy Điển. Giải được trao thường niên cho những cá nhân và tổ chức có cống hiến nổi bật trong các lĩnh vực Y sinh, Hóa học, Vật lý, Văn học, Hòa bình. Năm 1968, Ngân hàng Trung ương Thụy Điển lập ra Giải thưởng của Ngân hàng Thụy Điển cho Khoa học kinh tế để tưởng nhớ Nobel, còn gọi là giải Nobel Kinh tế.
Người thắng giải được nhận huy chương, bằng chứng nhận cá nhân và một khoản tiền thưởng không cố định. Năm 1901-2024, giải thưởng được trao 627 lần cho 1.012 cá nhân và tổ chức trên thế giới. Trong đó, giải Nobel Hóa học được trao 116 lần cho 197 học giả. Trong đó, nhà nghiên cứu Frederick Sanger và Barry Sharpless nhận giải hai lần, nghĩa là có tổng cộng 195 cá nhân được vinh danh.
Tính đến nay, học giả trẻ tuổi nhất đoạt giải Nobel Hóa học là Frédéric Joliot. Năm 1935, ở tuổi 35, ông được xướng tên cùng với vợ là Irène Joliot-Curie cho công trình tổng hợp những nguyên tố phóng xạ mới. Người lớn tuổi nhất trong lịch sử giải này là John B. Goodenough, nhà nghiên cứu 97 tuổi khi nhận giải Nobel Hóa học năm 2019 nhờ phát triển pin lithium-ion.
An Khang - Thu Thảo (Theo Nobel Prize)