Znano je, kdo so letošnji dobitniki Nobelove nagrade za kemijo

Letošnji Nobelovi nagrajenci so ustvarili molekularne konstrukcije z velikimi prostori, skozi katere se lahko pretakajo plini in druge kemikalije. "Te konstrukcije, kovinsko-organske strukture, se lahko uporabljajo za pridobivanje vode iz puščavskega zraka, zajemanje ogljikovega dioksida, shranjevanje strupenih plinov ali kataliziranje kemijskih reakcij," je ob razglasitvi nagrajencev pojasnil Nobelov odbor.

Z razvojem kovinsko-organskih ogrodij so lavreati kemikom ponudili nove priložnosti za reševanje nekaterih izzivov, s katerimi se soočamo, so dodali.

Kovinsko-organska ogrodja so kristalne trdne snovi z visoko urejeno mikroporozno strukturo, veliko specifično površino in nastavljivimi fizikalno-kemijskimi lastnosti.

Kot je pojasnil Nobelov odbor, je kovinsko-organska ogrodja s spreminjanjem gradnikov mogoče oblikovati tako, da zajamejo in shranijo določene snovi. Lahko tudi spodbujajo kemijske reakcije ali prevajajo elektriko.

Predsednik Nobelovega odbora za kemijo Heiner Linke je pojasnil, da imajo kovinsko-organske strukture ogromen potencial, saj prinašajo doslej nepredvidene možnosti za izdelavo materialov po meri z novimi funkcijami.

Nagrajenec Richard Robson je po navedbah Nobelovega odbora leta 1989 preizkusil novo uporabo lastnosti atomov z uporabo bakrovih ionov. "Ko so se združili, so se povezali v dobro urejen, prostoren kristal. Bil je kot diamant, poln neštetih votlin," so pojasnili. Susuma Kitagava je kasneje dokazal, da ti materiali lahko absorbirajo pline, kot sta dušik in kisik. Omar M. Yaghi pa si je prizadeval doseči bolj stabilno konstrukcijo kovinsko-organskih ogrodij.

V nasprotju s prejšnjimi dnevi, ko Nobelov odbor ni uspel takoj priklicati vseh nagrajencev za medicino in fiziko, so danes uspeli obvestiti vse tri lavreate. Vsi so bili presenečeni, a veseli, je pojasnil član odbora.

Japonec Kitagava je po telefonu tudi odgovarjal na novinarska vprašanja. Med drugim je dejal, da je počaščen in vesel, da je njegovo dolgoletno delo dobilo priznanje. "V veselje mi je, da odkrivam nove značilnosti teh materialov," je še povedal.

Kitagava je profesor na Univerzi v Kjotu na Japonskem; Robson se je rodil v Glasburnu v Veliki Britaniji, zdaj pa je profesor na Univerzi v Melbournu v Avstraliji, Yaghi pa se je rodil leta 1965 v Amanu v Jordaniji, zdaj je profesor na kalifornijski univerzi Berkeley v ZDA.

Slovenski strokovnjak: Odkritje letošnjih Nobelovcev uporabno tudi za lovljenje ogljikovega dioksida iz zraka

Kovinsko-organski porozni materiali, za katere so bili letošnji prejemniki Nobelove nagrade za kemijo deležni priznanja, imajo širok spekter uporab, med drugim tudi pri zajemanju ogljikovega dioksida iz dimnih plinov je pojasnil Matjaž Mazaj s Kemijskega inštituta.

"Te materiale si lahko predstavljamo kot neke vrste molekularne spužve," je ponazoril Mazaj, ki na Kemijskem inštitutu deluje v odseku za anorgansko kemijo in tehnologijo. Zgrajeni so iz nekakšnih kovinskih vozlišč ali enot, kot na primer iz cinka, aluminija, bakra, cirkonija, magnezija, praktično iz katerekoli kovine in organskih molekul, ki povezujejo ta vozlišča v urejeno tridimenzionalno mrežo. V teh mrežah nastanejo drobne, enakomerno razporejene luknjice, to so v bistvu pore z natančno definiranimi dimenzijami in oblikami, v katerih se lahko ujamejo tudi druge molekule, kot so plini ali voda, je pojasnil.

Njihova posebnost, ki jim omogoča veliko načinov uporabe, je to, da imajo izjemno veliko površino v notranji strukturi. "V enem samem gramu kovinsko-organskih materialov se lahko skriva površina več nogometnih igrišč, torej nekaj tisoč kvadratnih metrov na gram," je dejal Mazaj. "Poleg tega je njihovo notranjo strukturo mogoče nastaviti skoraj po želji oz. potrebi, tako da lahko izberemo, katere molekule se bodo ujele, katere ne."

Povedal je še, da so ti materiali od začetka 21. stoletja doživeli pravo eksplozijo, ker so znanstveniki ugotovili, da imajo zelo veliko poroznost. Letošnji lavreati pa so ugotovili, kako izoblikovati ta material tako, da je v bistvu stabilen, uporaben za različne namene.

Med njimi je Mazaj omenil zajemanje vode iz puščavskega zraka, lovljenje ogljikovega dioksida iz dimnih plinov ali pa celo neposredno iz zraka, odstranjevanje škodljivih snovi iz vode in uporabo za kontrolirane dostavne sisteme zdravilnih učinkovin v telesu.

Po njegovih besedah ostaja nerešeno vprašanje, kako čim učinkoviteje zajeti plin vodik, ki bi bil uporaben za gorivne celice ali za pogonske sisteme.

Zelo velik izziv je tudi, kako ogljikov dioksid, ki ga je v zraku zelo veliko, na čim bolj energijsko učinkovit način ekstrahirati iz mešanic plina. "Ker smo ogljična družba, je zmanjševanje ogljikovega dioksida v zraku zelo, zelo, zelo velik izziv, tukaj bo potrebno tudi še precej let in razvoja tehnologij, da bomo prišli na želene koncentracijske nivoje ogljikovega dioksida," je dejal.

Možnost za uporabo kovinsko-organskih poroznih materialov pri zmanjševanju količine ogljikovega dioksida v zraku in s tem v boju proti podnebnim spremembam Mazaj vidi v tem, da se ogljikov dioksid učinkovito zajame iz raznih izpušnih sistemov in se potem uporabi za koristne kemikalije ali koristne produkte.

Med njimi je omenil goriva z nizkimi deleži ogljika, kot sta metanol in metan. "Na tak način lahko ogljikov dioksid vključimo v zaprte kroge, ogljične kroge, in razvijamo sisteme, ki bi bili samozadostni. Tako lahko prispevamo oziroma dodajamo neke majhne kamenčke k velikemu mozaiku pri boju proti podnebnim spremembam," je sklenil.