Prémio Nobel da Química 2025: a química que cria “esponjas” para salvar o planeta
(© Johan Jarnestad/Academia Real Sueca de Ciências – nobelprize.org)
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desenvolveu estruturas metal-orgânicas. (Créditos fotográficos: Reprodução/X –
oglobo.globo.com)
O Prémio Nobel da Química de 2025 celebra uma nova e revolucionária forma de “construção” molecular que tem o potencial de nos ajudar a resolver alguns dos maiores desafios ambientais e energéticos do nosso tempo. Os laureados – Susumu Kitagawa (do Japão), Richard Robson (da Austrália) e Omar Mwannes Yaghi (dos Estados Unidos da América/Jordânia) – foram distinguidos pelo desenvolvimento das estruturas metalorgânicas, mais conhecidas pela sigla MOF (Metal-Organic Frameworks). O que são os MOF?
A química dos blocos de construção
átomo de carbono está ligado a outros quatro em forma de pirâmide. Em vez de
carbono, ele utilizou iões de cobre e uma molécula com quatro braços, cada um
com uma nitrila na extremidade. Este é um composto químico que é atraído por
iões de cobre. Quando as substâncias se combinaram, formaram um cristal
ordenado e muito espaçoso. (© Johan Jarnestad / Academia Real Sueca de
Ciências – nobelprize.org)
Imagine que, a nível atómico e molecular, somos capazes de criar estruturas tão porosas e ordenadas quanto as de um diamante, mas com vastas cavidades vazias, como se fosse uma esponja molecular. É, exactamente, isto que os MOF representam.
Essas estruturas são feitas de dois tipos de “blocos de construção” que se unem de forma repetitiva:
- “Nós” metálicos: são iões de metais, como o cobre, que funcionam como pontos de ligação.
- “Conectores” orgânicos: são moléculas orgânicas que funcionam como “varetas” ou “braços”, ligando os nós metálicos num padrão tridimensional e altamente ordenado.
A beleza dos MOF reside na sua porosidade recorde. Ao ligar estes blocos de forma precisa, os cientistas criaram os materiais mais porosos conhecidos, onde um único grama de MOF pode ter uma área de superfície interna comparável à de um campo de futebol.
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O trio visionário
Cada um dos cientistas premiados teve um papel fundamental nesta descoberta:
- o australiano Richard Robson foi um dos primeiros, no final dos anos 80 do século passado, a explorar a combinação sistemática de iões metálicos e de moléculas orgânicas para formar estas redes, embora as suas primeiras criações fossem instáveis;
- o japonês Susumu Kitagawa demonstrou que as cavidades destas estruturas não eram apenas vazias, mas que podiam, efectivamente, absorver e libertar gases, mostrando que o material era flexível e reativo ao seu ambiente; e
- o norte-americano Omar Mwannes Yaghi trouxe a estabilidade à tona, criando MOF robustos e estáveis, e desenvolveu uma química de “design racional”, permitindo aos cientistas modificar as “varetas” e os “nós” para criar materiais com propriedades, sob medida, para uma função específica.
Aplicações que moldam o futuro
As cavidades internas gigantescas e a capacidade de personalizar a sua química dão aos MOF um potencial de aplicação transformador.
- Combate às alterações climáticas: os MOF podem funcionar como filtros super-eficientes para capturar dióxido de carbono (CO2) diretamente da atmosfera ou das chaminés industriais.
- Água no deserto: uma das aplicações mais impressionantes é a capacidade de recolher água potável do ar do deserto. As estruturas podem ser projectadas para atrair e reter vapor de água, mesmo em condições de baixa humidade, e depois libertá-lo como água líquida.
- Armazenamento de energia: podem armazenar grandes quantidades de gases, como o hidrogénio, de forma segura e eficiente; o que é crucial para o desenvolvimento de veículos a hidrogénio e outras tecnologias de energia limpa.
- Medicina e catálise: as suas cavidades podem ser usadas para armazenar e para libertar medicamentos de forma controlada no corpo humano; ou para actuar como catalisadores ultra-selectivos, acelerando reacções químicas essenciais na indústria, tornando-as mais limpas e menos dispendiosas.
Ao “criar novas regras para a Química”, nas palavras do Comité do Nobel, os cientistas Kitagawa, Robson e Yaghi forneceram à Humanidade uma poderosa e nova ferramenta para resolver problemas globais. Os MOF abrem a porta para um futuro de materiais inteligentes e sustentáveis, prontos para enfrentar os desafios do século XXI.
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(*) Artigo no âmbito do programa “Cultura, Ciência e Tecnologia na Imprensa”, promovido pela Associação Portuguesa de Imprensa.
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16/10/2025
