3 lauréats se partagent le Prix Nobel de Chimie 2025 pour le développement des structures organométalliques
Publié le - par Le Blob
L'Académie royale des sciences de Suède a décidé d'attribuer le prix Nobel de chimie 2025 à Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar M. Yaghi « pour le développement de structures organométalliques ».
Les lauréats ont développé un nouveau type d'architecture moléculaire. Les structures qu'ils ont créées – des structures organométalliques – contiennent de larges cavités dans lesquelles les molécules peuvent circuler. Les chercheurs les ont utilisées pour capter l'eau de l'air désertique, extraire les polluants de l'eau, capturer le dioxyde de carbone et stocker l'hydrogène.
Dans leurs structures, les ions métalliques fonctionnent comme des pierres angulaires, reliées par de longues molécules organiques (à base de carbone).Ensemble, les ions métalliques et les molécules s'organisent pour former des cristaux contenant de larges cavités. Ces matériaux poreux sont appelés réseau métallo-organiques (RMO, ou MOF pour l'anglais metal–organic framework).
En variant les éléments constitutifs utilisés dans les MOF, les chimistes peuvent les concevoir pour capturer et stocker des substances spécifiques. Les MOF peuvent également induire des réactions chimiques ou conduire l'électricité.
« Les structures métallo-organiques présentent un potentiel énorme, ouvrant des perspectives inédites pour des matériaux sur mesure dotés de nouvelles fonctions », déclare Heiner Linke, président du Comité Nobel de chimie.
Tout a commencé en 1989, lorsque Richard Robson (Université de Melbourne, Australie) a testé l'utilisation des propriétés intrinsèques des atomes d'une nouvelle méthode. Il a combiné des ions cuivre chargés positivement avec une molécule à quatre bras ; celle-ci possédait un groupe chimique attiré par les ions cuivre à l'extrémité de chaque bras. Une fois combinés, ils se sont liés pour former un cristal bien ordonné et spacieux. C'était comme un diamant rempli d'innombrables cavités. Robson a immédiatement reconnu le potentiel de sa construction moléculaire, mais celle-ci était instable et s'effondrait facilement.
Cependant, Susumu Kitagawa (université de Kyoto, Japon) et Omar Yaghi (université de Californie, Berkeley, USA) ont donné à cette méthode de construction une base solide ; entre 1992 et 2003, ils ont fait, chacun de leur côté, une série de découvertes révolutionnaires.
Kitagawa a démontré que les gaz peuvent entrer et sortir des structures et prédit que les MOF pourraient être rendus flexibles.
Yaghi a créé un MOF très stable et a démontré qu'il pouvait être modifié grâce à une conception rationnelle, lui conférant ainsi de nouvelles propriétés souhaitables. Suite aux découvertes révolutionnaires des lauréats, les chimistes ont construit des dizaines de milliers de MOF différents.
Certains d'entre eux pourraient contribuer à résoudre certains des plus grands défis de l'humanité, avec des applications telles que la séparation des PFAS de l'eau, la décomposition des traces de produits pharmaceutiques dans l'environnement, la capture du dioxyde de carbone ou la récupération de l'eau de l'air du désert.
Susumu Kitagawa, est né en 1951 à Kyoto, Japon. Doctorat obtenu en 1979 à l'Université de Kyoto, Japon. Professeur à l'Université de Kyoto, Japon.
Richard Robson, est né en 1937 à Glusburn, Royaume-Uni. Doctorat obtenu en 1962 à l'Université d'Oxford, Royaume-Uni. Professeur à l'Université de Melbourne, Australie.
Omar M. Yaghi, est né en 1965 à Amman, Jordanie. Doctorat obtenu en 1990 à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, États-Unis. Professeur à l'Université de Californie, Berkeley, États-Unis.
