Premio Nobel de Química otorgado por materiales cristalinos que podrían revolucionar la tecnología verde

CIUDAD DE MÉXICO.- El Premio Nobel de Química 2025 fue otorgado a Susumu Kitagawa, de la Universidad de Kioto (Japón); Richard Robson, de la Universidad de Melbourne (Australia); y Omar M. Yaghi, de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos), por descubrir una nueva forma de arquitectura molecular: cristales con cavidades microscópicas.

Los tres compartirán un premio de 11 millones de coronas suecas (alrededor de 870 mil libras esterlinas). Su trabajo se centra en el desarrollo de los marcos metal-orgánicos, conocidos como MOFs (por sus siglas en inglés), materiales que están transformando la química moderna y abriendo posibilidades en tecnología ambiental, como capturar dióxido de carbono o extraer agua del aire en zonas desérticas.

¿Qué son los MOFs y por qué son importantes?

Los MOFs son estructuras cristalinas formadas por iones metálicos enlazados con moléculas orgánicas llamadas “linkers”. Lo que las hace únicas es que contienen cavidades microscópicas capaces de albergar gases, líquidos o pequeñas moléculas.

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Estas cavidades pueden medir desde unos ångströms (una cienmillonésima de centímetro) hasta nanómetros (una millonésima de milímetro), demasiado pequeñas para verse incluso con microscopios comunes, pero del tamaño ideal para contener moléculas.

Los científicos comenzaron a desarrollar este tipo de materiales en la década de 1950 con los llamados “polímeros de coordinación”, aunque en ese momento aún no se conocían sus posibles aplicaciones ni su estructura interna con espacios abiertos.

La evolución del hallazgo

En los años ochenta, Richard Robson demostró que algunos polímeros de coordinación podían formar estructuras tridimensionales con espacios llenos de líquido, una observación que describió como “una situación inusual en la que dos tercios del contenido de un cristal son, en realidad, líquido”.

Más tarde, en la década de 1990, Omar Yaghi logró crear estructuras estables que mantenían su forma incluso después de eliminar el solvente dentro de las cavidades, algo que los expertos creían imposible. Este hallazgo fue clave para demostrar que los marcos podían ser sólidos, resistentes y reutilizables.

En 1997, Susumu Kitagawa dio el siguiente paso al mostrar que las cavidades podían absorber y liberar gases, expandiéndose o contrayéndose según la cantidad almacenada. A partir de entonces, estos materiales fueron oficialmente reconocidos como MOFs.

Dos años después, Yaghi creó el MOF-5, un material tan poroso que unos pocos gramos podían cubrir el área de un campo de fútbol.

Aplicaciones que transforman la tecnología verde

Las cavidades internas de los MOFs ofrecen un entorno controlado donde pueden ocurrir reacciones químicas específicas. Gracias a esta propiedad, se han convertido en una herramienta esencial para almacenar gases a alta densidad, lo que resulta útil para tecnologías limpias, como vehículos impulsados por hidrógeno.

Además, ciertos MOFs pueden separar gases contaminantes o capturar CO₂ directamente del aire, contribuyendo al combate del cambio climático. Su versatilidad también permite modificar los metales y los enlaces orgánicos para adaptar sus propiedades a distintos fines industriales.

Más allá de los gases: nuevas fronteras

Los MOFs no sólo almacenan gases. También pueden transportar medicamentos, liberar sustancias activas de forma controlada y actuar como catalizadores en procesos químicos. En los últimos años, su potencial se ha ampliado hacia el almacenamiento de energía térmica, baterías y sensores químicos que detectan contaminantes en el aire o el agua.

Aunque han pasado más de 30 años desde su descubrimiento, los MOFs siguen siendo uno de los campos más prometedores de la química de materiales. Su desarrollo continúa inspirando nuevas investigaciones que podrían cambiar la forma en que la ciencia enfrenta los desafíos energéticos y ambientales del futuro.

Como resume la Academia Sueca, estos materiales han abierto una “nueva forma de construir el mundo molecular”, donde cada pequeño espacio puede tener un gran impacto.