Premio Nobel de Química: qué son las redes metal-orgánicas y por qué podrían ser claves contra el cambio climático

Susumu Kitagawa, Omar M. Yaghi y Richard Robson, ganadores del Nobel



El investigador japonés Susumu Kitagawa estaba apurado porque tenía una reunión en el atardecer japonés, de modo que solo pudo tomar unas pocas preguntas de los periodistas que estaban en la sala de la Academia de Ciencias de Estocolmo . Kitagawa, de la Universidad de Kyoto, acababa de ganar el Premio Nobel de Química junto con Richard Robson (de la Universidad de Melbourne, Australia) y Omar Yaghi (Universidad de California, en Berkeley), pero tenía cosas que hacer. Sin embargo, alcanzó a responder qué era lo que más le interesaba de su trabajo en las redes metal-orgánicas , por las cuales los galardonaron: la aplicación en cuestiones medioambientales.

"Mi sueño es capturar aire y separarlo en, por ejemplo, dióxido de carbono u oxígeno o agua o algo así, y convertirlo en materiales útiles utilizando energía renovable", dijo, hoy a las 7 de la mañana de la Argentina, minutos después de -muy probablemente- la noticia más importante que haya recibido en su vida.

"Los ganadores del Premio Nobel de Química 2025 han creado estructuras moleculares con amplios espacios por los que pueden fluir gases y otras sustancias químicas. Estas redes, o estructuras metalorgánicas ( MOFs, por sus siglas en inglés ), pueden utilizarse para extraer agua del aire del desierto, capturar dióxido de carbono, almacenar gases tóxicos o catalizar reacciones químicas", argumentaron los académicos suecos, a la hora de justificar su decisión.

Los miembros de la Academia sueca aportaron una analogía con Harry Potter : "[Los investigadores] encontraron maneras de crear materiales novedosos, con grandes cavidades en su interior; es una especie de bolsa de Hermione, donde se pueden sacar miles de cosas de adentro, pese a que es finita; en este caso, enormes cantidades de gas en un volumen diminuto", dijo el presidente del comité Nobel, Heiner Linke, de la Universidad de Lund.

Si bien la parte de ciencia básica del premio resulta interesante -se trata de estructuras porosas con metales y moléculas orgánicas que forman cristales- enseguida luce ante todo su aplicación a las áreas ambientales mencionadas, así como a posibles usos en farmacología (podrían ser transportadores de drogas dentro del organismo) o como sensores. Dado que el problema central del cambio climático es el exceso de dióxido de carbono en la atmósfera poder capturarlo y sacarlo de ahí para que no se siga calentando la Tierra es una opción técnica, viable al menos desde la teoría.

"Ya hay empresas de base tecnológica, por ejemplo en el Reino Unido, que tienen la intención de dar ese salto para pasar a un desarrollo industrial. Es incipiente aún, pero se ve un gran potencial", dijo a LA NACION María Celeste Bernini, investigadora de la Universidad Nacional de San Luis en el Instituto de Investigación en Tecnología Química (del Conicet). Y no solo allí hay inversiones basadas en esta nueva química: cuenta la revista Nature que en mayo de este año en Canadá se abrió una empresa con una inversión de 150 millones de dólares para crear filtros para capturar 10 millones de toneladas de dióxido de carbono y así sacarlo de la atmósfera.

Bernini lleva 20 años trabajando con estas redes y es una de las especialistas locales en el rubro desde su tesis doctoral de 2005, al cuidado de la química Griselda Narda (hoy retirada). Entonces no se las llamaba MOFs ( metal-organic frameworks ), sino materiales híbridos orgánico-inorgánicos o polímeros de coordinación. "Al principio se estudiaba los básico de estas redes, su estructura y su comportamiento; pero enseguida llamó la atención que podían tener poros y alojar muchas otras cosas, y empezaron a verse las aplicaciones", agregó Bernini.

Para Galor Soler Illia, investigador superior del Conicet y director del Instituto de Nanosistemas de la Universidad de San Martín (Unsam) es un Nobel que se veía venir "por la originalidad y las grandes aplicaciones potenciales y ya existentes" de la tecnología.

"Los premiados consiguieron un uso fabuloso de herramientas muy sencillas de la química con resultados muy interesantes, útiles y prácticamente ilimitados", agregó Soler Illia, un referente de las nanociencias en Argentina.

"La porosidad que tienen estas estructuras permite que se difundan gases en su interior, que se atrape hidrógeno, que se puedan separar y filtrar gases, y hasta que se pongan remedios adentros con iones biocompatibles; ellos abrieron todo un nuevo camino en la química. Encima, a principios de los 90 era caro construirlos, pero ahora se consiguen con costos razonables", dijo, y concluyó que es genial que el Nobel de química caiga una vez más en el área de materiales.

Conexión argentina

Uno de los flamantes Nobeles, Omar Yaghi, nacido en Jordania en 1965, recibió el doctorado Honoris Causa de la Universidad de Córdoba en febrero de 2024. Es que Yaghi, hijo de refugiados palestinos (su padre era carnicero, él se fue solo a Estados Unidos a los 15 años sin saber inglés), además de su trabajo pionero en el laboratorio, se ha dedicado a iniciativas para apoyar grupos de investigación en distintos lugares del mundo con el Global Science Institute que fundó. Un joven investigador argentino con Yaghi, cuando al flamante premiado le dieron el Honoris Causa en Córdoba

En el acto cordobés Yaghi dio una clase titulada "La química reticular como solución al cambio climático", donde además se refirió al uso de la Inteligencia Artificial para afinar los desarrollos de las MOFs ( el acto y la conferencia de Yaghi en Córdoba están disponibles en YouTube ).

La IA es clave para poder predecir qué combinación de elementos químicos usar para cada red y saber así qué propiedad específica pueden tener algunas de las estructuras entre las más de 100.000 que ya existen en una base de datos de Cambridge, según contó Bernini, invitada a dar una charla en esa institución. Otro investigador puntano dedicado a estas redes, Germán Gómez, del Instituto de Tecnología Química (Intequi, Universidad de San Luis), tuvo la oportunidad de hablar el año pasado con Yaghi sobre la potencialidad de los MOFs no solo para capturar dióxido de carbono sino también para hacer captura de moléculas de agua en ambientes áridos. Gómez se dedica a la detección de compuestos particulares mediante fluorescencia, desde agrotóxicos a gases o iones metálicos contaminados que los MOFs pueden detectar y capturar. "Mi línea de investigación tiene que ver con el desarrollo a escala de laboratorio de un dispositivo mediante el anclaje en vidrio o silicio para ser usado en el campo real; después si sale bien en el laboratorio se podría pensar en escalarlo y hacerlo masivo"; contó a este diario.

Otra investigadora argentina, Melina Arcidiácono, del Soft Matter Laboratory (que pertenece al Inifta del Conicet y la Universidad de La Plata), se despertó esta mañana en Campinas, Brasil, con la noticia del Nobel justo cuando en medio de su trabajo en un flamante aparato llamado sincrotrón para medir propiedad de un cierto tipo de MOF para su tesis de doctorado con Omar Azzaroni, el jefe del grupo.

"Mi intención es incorporar MOFs en películas delgadas nanométricas, que tienen muchas aplicaciones, se hacen con poco material y son absorbentes selectivos; es decir, ideales para detectar contaminantes y compuestos carbonados", contó. "Es una gran noticia el Nobel en nuestro campo y muestra que los científicos argentinos que investigamos esto estamos por el buen camino", concluyó la científica de 28 años.