Nobel de Química premia invenção de molécula flexível em que cabe tudo

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A Real Academia Sueca de Ciências anunciou nesta quarta-feira (8/10) os vencedores do Prêmio Nobel de Química de 2025. Susumu Kitagawa (Japão), Richard Robson (Reino Unido) e Omar Yaghi (Jordânia) foram reconhecidos pela criação das estruturas metal-orgânicas, conhecidas como MOFs.

Essas estruturas se combinam de forma a armazenar quantidades grandes de gases líquidos ou outros compostos químicos de uma forma que foi comparada à bolsa de capacidade infinita da personagem Hermione na saga Harry Potter.

“São materiais cristalinos porosos que são formados por um íon metálico conectados por ligantes orgânicos, alcançando vantagens na flexibilidade mecânica. Devido a alta porosidade, existe a capacidade de armazenar moléculas e com grande potencial para captura de, por exemplo, CO². Eu colocaria esses materiais MOFs como um grande um coringa, com usos por diversas áreas da química, desde a eletrônica flexível até a coleta de molécula poluentes”, explica o químico Adalberto Fazzio, diretor da Ilum Escola de Ciência e membro titular da Academia Brasileira de Ciências (ABC).

As MOFs são redes tridimensionais compostas por íons metálicos conectados por moléculas orgânicas. O presidente do Comitê Nobel de Química, Heiner Linke, descreveu o avanço de forma simples: “Esses materiais têm espaços internos comparáveis a quartos de hotel, nos quais moléculas hóspedes entram e saem livremente”.

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A molécula em que tudo cabe

A origem da descoberta remonta a 1974, quando Richard Robson, professor da Universidade de Melbourne, usava modelos de bolas de madeira para ensinar química. Ao observar a posição dos furos nas esferas, percebeu que a geometria dos átomos poderia servir como guia para criar novas estruturas.

Anos depois, ele combinou íons de cobre com moléculas orgânicas de quatro braços. O resultado foi um cristal poroso, semelhante à estrutura de um diamante, mas repleto de espaços vazios. O material era frágil, porém revelava uma possibilidade inédita: projetar moléculas com interiores espaçosos.

Em 1989, Robson publicou seu primeiro artigo sobre o tema. As ideias foram recebidas com ceticismo, mas serviram de base para as experiências de Kitagawa e Yaghi, que viriam a consolidar a tecnologia nos anos seguintes.

Do Japão à Califórnia, uma revolução molecular

Entre 1992 e 2003, Susumu Kitagawa e Omar Yaghi, trabalhando em continentes diferentes, conseguiram estabilizar as estruturas criadas por Robson. Kitagawa mostrou que gases podiam entrar e sair dos materiais sem que eles se desintegrassem. Yaghi construiu as primeiras versões realmente duráveis, conhecidas como MOF-5.

Kitagawa, professor da Universidade de Kyoto, descreveu os MOFs como materiais capazes de “respirar”, expandindo-se e contraindo-se conforme absorvem e liberam gases. Yaghi, professor na Universidade da Califórnia em Berkeley, demonstrou que apenas alguns gramas de MOF-5 possuem área interna equivalente a um campo de futebol.

Essas descobertas abriram espaço para a criação de milhares de MOFs, cada um projetado para funções específicas, como capturar dióxido de carbono ou armazenar hidrogênio.

Aplicações que mudam a química e o clima

Hoje, os MOFs são usados em tecnologias ambientais e energéticas. Laboratórios já desenvolveram materiais capazes de extrair vapor d’água do ar do deserto e transformá-lo em água potável. Outros capturam gases tóxicos e removem compostos cancerígenos, como os PFAS, da água.

Empresas de energia estudam usar os MOFs para capturar o CO² emitido por fábricas e usinas. Na indústria de semicondutores, eles ajudam a conter gases nocivos usados na produção de chips. Há também pesquisas voltadas ao transporte seguro de hidrogênio em tanques de baixa pressão.

Essas aplicações ilustram o potencial das estruturas metal-orgânicas de impactar não apenas a química, mas também o combate às mudanças climáticas.

Os laureados dividirão 11 milhões de coroas suecas, cerca de 6 milhões de reais. A cerimônia de entrega acontecerá em dezembro, em Estocolmo, na Suécia. Como afirmou o Comitê Nobel, “ao criar espaço dentro da matéria, esses cientistas expandiram também o espaço das possibilidades humanas”.

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