Creadores de "Legos" con estructuras moleculares ganan Nobel de Química

Susumu Kitagawa, de la U. de Kioto (Japón); Richard Robson, de la U. de Melbourne (Australia), y Omar Yaghi, de la U. de California en Berkeley (EE.UU.), son los ganadores del Nobel de Química 2025, por crear una nueva arquitectura molecular. Se trata de los padres de las estructuras metalorgánicas (MOF), que tienen diversos usos: pueden utilizarse para extraer agua del aire del desierto, capturar dióxido de carbono, almacenar gases tóxicos o catalizar reacciones químicas.
"Las estructuras metalorgánicas tienen un potencial enorme y brindan oportunidades nunca antes previstas para materiales hechos a medida con nuevas funciones", afirmó el presidente del Comité Nobel de Química, Heiner Linke.
Los químicos trabajaron por separado, pero se complementaron mutuamente en sus descubrimientos, que comenzaron en 1989 con Robson.
En palabras sencillas, las MOF son similares a piezas de legos, pero están hechas con estructuras moleculares. "Consiste en ensamblar moléculas de manera tal que formen estructuras que parecen el armazón de un edificio. Luego de contar con las columnas, por ejemplo, que son las moléculas que ensamblas, queda espacio vacío, que es como una red donde puedes poner cosas. En una casa, pones muebles, ventanas, piezas, etcétera. Lo mismo pasa con estas estructuras. Se descubrió cómo elegir las moléculas que se ensamblan para construir estructuras con tamaños disponibles de los poros. ¿Para qué quieres cosas porosas? En una casa, si las habitaciones son muy pequeñas, no te cabe la cama king . Lo mismo pasa acá, si el poro es muy pequeño, no cabe suficiente de otras moléculas que quieras absorber en ese espacio vacío. ¿Para qué quieres absorber cosas dentro de una molécula porosa? Se demostró que se podía absorber dióxido de carbono, hidrógeno, oxígeno. Son todas moléculas gaseosas que están en el aire, y si las absorbes, se puede filtrar el aire", dice Felipe Herrera, académico del Departamento de Física de la Usach e investigador asociado del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO).
"Cuando se descubrió cómo construir estructuras porosas de manera controlable y diseñable, se volvió una especie de material de Lego: juntas las piezas de Lego, que ya sabemos cómo, y empiezas a construir lo que quieras. Puede ser para absorber hidrógeno de manera eficiente, porque quiero almacenarlo, lo que tiene un impacto en la industria de la energía renovable. También se puede capturar CO {-2} , para remediar la contaminación atmosférica. Además, hay filtros basados en MOF para capturar toxinas que están disueltas en el agua", ejemplifica.
Sobre la posibilidad de sacar agua del aire en el desierto, explica: "El aire tiene vapor de agua, y ese vapor de agua es difícil de extraer. Pero se demostró que se puede construir un material que solo le guste capturar el agua del aire: lo dejas en contacto con el aire y en su estructura empieza a acumular agua dentro de la MOF y luego la saca como agua líquida. Es una solución espectacular para la sequía, que es un problema cada vez más habitual en el mundo". Con su equipo, Herrera también trabaja con MOF, pero centrado en óptica.
Según el Comité Nobel, tras los revolucionarios descubrimientos de los galardonados, los químicos han construido decenas de miles de MOF diferentes. Algunos de ellos podrían contribuir a resolver algunos de los mayores desafíos de la humanidad.