Il Nobel per la Chimica 2025 va ai “maghi dei materiali”: Kitagawa, Robson e Yaghi

Il Nobel per la Chimica 2025 va ai “maghi dei materiali”: Kitagawa, Robson e Yaghi

Il verdetto: chi sono i vincitori e per cosa

Il Premio Nobel per la Chimica 2025 è stato assegnato congiuntamente a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi per lo sviluppo delle strutture metal-organiche, note anche come MOF (Metal-Organic Frameworks). 

Secondo la motivazione ufficiale, i tre ricercatori hanno dato vita a “una nuova architettura molecolare” che permette di creare materiali altamente porosi e con spazi interni molto ampi, attraverso i quali possono fluire gas, liquidi o altre molecole con applicazioni che spaziano dalla cattura di CO₂ alla purificazione dell’acqua. 

Il Nobel 2025 conferma l’importanza crescente della chimica dei materiali nel contesto delle sfide ambientali e climatiche.

Un po’ su di loro: percorso e contributi

Susumu Kitagawa

Kitagawa è un chimico giapponese noto per i suoi studi nel campo della chimica dei materiali inorganici e delle strutture di coordinazione. Uno dei suoi contributi fondamentali risale al 1997, quando dimostrò sperimentalmente che alcuni complessi metallici potevano avere porosità misurabile – un passo importante verso i MOF. 

Richard Robson

Robson è accreditato come uno dei pionieri nel concepire la struttura cristallina di questi materiali. È membro della Royal Society e ha dato contributi chiave alla teoria delle strutture di coordinazione. 

Omar M. Yaghi

Yaghi ha esteso la disciplina: ha lavorato sulla stabilità, modularità e versatilità dei MOF, creando design che permettono di “programmare” le proprietà del materiale (adsorbimento, dimensioni dei pori, reattività). 

Cosa sono i MOF e perché contano

Definizione essenziale

I Metal-Organic Frameworks (MOF) sono materiali costituiti da ioni metallici o cluster metallici (nodi) collegati da ligandi organici (linker), formando reti tridimensionali cristalline porose. Queste strutture combinano la rigidità dei metalli con la flessibilità delle molecole organiche, dando origine a materiali con altissima superficie interna e porosità controllata. 

Un fatto sorprendente: un cubetto di MOF grande come uno zuccherino può avere una superficie interna equivalente a un campo da calcio. 

Applicazioni ambientali e tecnologiche

I MOF sono promettenti per molte aree legate alla sostenibilità:

• Cattura di CO₂: grazie alla porosità, possono intrappolare anidride carbonica da flussi gassosi. 

• Purificazione dell’acqua / rimozione di contaminanti: utili per separare molecole indesiderate come PFAS (“forever chemicals”) o farmaci residui. 

• Estrazione di acqua dall’aria secca / raccolta di umidità: alcune varianti di MOF possono funzionare come reti che catturano vapore acqueo anche in ambienti aridi.

• Stoccaggio di gas e catalisi: per idrogeno, metano, gas tossici o per facilitare reazioni chimiche mirate.

In sostanza, i MOF fungono come “contenitori molecolari intelligenti”.

Il significato per la scienza e la sostenibilità

Questa assegnazione del Nobel segna un riconoscimento concreto del legame tra ricerca di frontiera e sfide globali ambientali. I materiali avanzati – in particolare i MOF – sono tra i protagonisti della “next generation” della chimica applicata all’energia, all’acqua, all’aria pulita.

Da un punto di vista del blog:

• Mostra come investimenti in chimica fondamentale possano avere ricadute pratiche sui temi ESG.

• Offre un esempio su come la ricerca pura e la tecnologia possono convergere verso soluzioni che affrontano il cambiamento climatico.

• Illustra il valore dell’interdisciplinarità: i MOF non sono solo chimica, ma richiedono fisica, ingegneria, scienza dei materiali e modellazione computazionale.

  
  

Le sfide ancora aperte

Nonostante le potenzialità, i MOF non sono una panacea: ci sono ostacoli reali da superare:

1. Scalabilità e costo Produrre MOF su scala industriale, con purezza elevata e uniformità, è complesso e costoso.

2. Stabilità sotto condizioni reali Alcuni MOF possono degradarsi in presenza di umidità, temperatura variabile o agenti chimici corrosivi.

3. Efficienza sotto condizioni operative Le prestazioni teoriche devono essere confermate in ambienti reali, con mescolanze gassose, contaminanti e cicli ripetuti.

4. Compatibilità con altri materiali / sistemi Integrare MOF con dispositivi, membrane, reattori o infrastrutture esistenti è una sfida tecnico-ingegneristica.

   
   

Spunti per il tuo pubblico

• Potresti collegare questo Nobel a progetti italiani o europei che utilizzano materiali avanzati per cattura CO₂ o filtrazione ambientale.

• Intervista / citazione di ricercatori italiani che lavorano su MOF o su materiali porosi simili.

• Un’infografica “MOF nella pratica”: dal laboratorio al prototipo applicato (aria, acqua, gas).

• Un confronto tra MOF e altri materiali “tradizionali” usati per gli stessi scopi (carbone attivo, zeoliti, nanotubi) — pro e contro.