Il "LEGO" della chimica che ha vinto il Premio Nobel 2025

Il Premio Nobel per la Chimica 2025 è stato assegnato congiuntamente a Susumu Kitagawa (Giappone), Richard Robson (Regno Unito) e Omar M. Yaghi (Giordania/USA) per lo sviluppo di strutture metallo-organiche (MOF). Questi materiali hanno rivoluzionato la chimica consentendo applicazioni cruciali come la cattura dell'acqua nel deserto, la purificazione degli inquinanti e l'accumulo di energia.

Per comprendere il significato di questo premio e l'impatto dei MOF sulla scienza globale, abbiamo parlato con il dott. Ilich Argel Ibarra Alvarado, chimico presso l'Università Nazionale Autonoma del Messico (UNAM) ed esperto messicano impegnato nella ricerca in questo stesso campo.

La scienza dietro i MOF

Ibarra Alvarado ci aiuta a comprendere queste strutture paragonandole ai mattoncini LEGO. I MOF, o Metal Organic Framework, sono costituiti da due componenti: una parte inorganica (metallica) e una parte organica. "Posso costruire un sacco di architettura con due pezzi", spiega.

La bellezza e la ragione del Premio Nobel risiedono nella porosità di queste strutture. Come una spugna, i MOF hanno pori che possono essere progettati su misura e possono raccogliere molte cose, molte molecole, da quelle tossiche a quelle benefiche nei farmaci. Questa capacità di progettazione consente la creazione di "filtri perfetti". In questo modo, e seguendo la metafora LEGO, "finestre e porte possono essere ingrandite e rimpicciolite" per adattarsi alle dimensioni della molecola desiderata.

Ma la bellezza, ancora una volta, di queste architetture è che sono cristalline perché perfette. Cosa significa perfetto? L'intera distribuzione di questa architettura molecolare è perfettamente ordinata. Pertanto, "un MOF può essere progettato per consentire il passaggio delle molecole d'acqua, ma trattenere molecole inquinanti come etanolo, anidride carbonica (CO²) o arsenico. Nel caso della cattura dell'acqua nel deserto, questi materiali intrappolano il vapore acqueo che si condensa durante le notti fredde".

L'origine della scoperta e dell'ispirazione

Il Comitato per il Nobel ha sottolineato che l'idea dei MOF è nata durante un corso di chimica tenuto dal professor Richard Robson. Il dottor Ibarra ha sottolineato come un concetto teorico sviluppato in classe possa effettivamente portare all'assegnazione del premio Nobel.

"Nel contesto messicano, e oserei dire in America Latina, è molto importante che i nostri studenti capiscano di essere privilegiati a studiare in un'aula una chimica innovativa e all'avanguardia. Ma ciò che dà davvero senso a tutta la ricerca, allo sviluppo e all'applicazione tecnologica sono le idee che provengono dai giovani".

Per il ricercatore dell'UNAM, il vero progresso scientifico si basa sulle idee innovative di questi giovani. "La chimica di questi materiali può essere insegnata sia in Africa che nello stato di Oaxaca, e ciò che conta è prendere queste idee dai giovani e cercare di tradurle nel settore industriale", afferma.

Ibarra Alvarado, che lavora con i MOF da quasi vent'anni, sottolinea che le migliori idee per le applicazioni tecnologiche provengono dai suoi studenti. "Gli studenti hanno questa grande capacità di trasformare la conoscenza astratta in idee così semplici che possono essere molto complesse da capitalizzare o implementare, ma quella libertà, quella bellezza delle giovani menti, è ciò che porta davvero progresso alla scienza".

Aneddoti tra colleghi

Il chimico racconta di aver avuto la fortuna di essere stato invitato al Simposio Nobel in Svezia due anni fa (2023), un incontro fondamentale che precede l'annuncio del premio, dove ha avuto l'opportunità di interagire con i vincitori e con il professor Susumu Kitagawa.

"Questo incontro si tiene affinché il Comitato Internazionale che assegna il premio possa incontrare la comunità. Invitano esperti dalle Americhe, dall'Europa, dall'Asia e così via. E ho avuto la fortuna di essere invitato come rappresentante dell'America Latina. Questo è stato molto importante perché ci ha dato grande speranza che avrebbero effettivamente assegnato il premio per questo argomento."

Ma il gruppo di ricerca dell'UNAM, guidato dal Dott. Ibarra, collabora anche con la Professoressa Susumu Kitagawa, con la quale hanno persino pubblicato una pubblicazione scientifica congiunta. Inoltre, Ibarra sta promuovendo una conferenza internazionale chiamata "Empowering Women and MOF and Beyond" per sensibilizzare l'opinione pubblica sulle ricercatrici che sviluppano la scienza in questo campo, e Kitagawa fa parte di questo sforzo collettivo, fungendo da "sponsor" dell'evento a Città del Messico. "Sono momenti molto emozionanti perché il pensiero che una recente vincitrice del Premio Nobel sarà qui con noi a Città del Messico a sostenere una conferenza davvero unica legittima la visione di promuovere e dare la visibilità che meritano a tutte le ricercatrici che lavorano su questi temi".

Il Dott. Ibarra ha anche sottolineato le qualità umane del premiato. "È una persona con cui è facile andare d'accordo, molto empatico, estremamente umano... La persona più umile che potessimo immaginare". Ibarra ha persino avuto l'opportunità di trascorrere un mese con il suo gruppo di ricerca all'Università di Kyoto, dove hanno condiviso momenti quotidiani come bere il tè.

(INSERISCI FOTO 2 Argel Ibarra e Susumu Kitagawa, nel 2023, in Svezia. CORTESIA)

Aprire la strada ai futuri leader e ai premi Nobel

La ricercatrice dell'UNAM sottolinea che, in una comunità prevalentemente maschile, è responsabilità degli uomini dare l'esempio. "Il mio punto di vista è che noi ricercatori uomini dobbiamo davvero dare l'esempio affinché le nostre future ricercatrici messicane abbiano la presenza che meritano, la presenza internazionale che meritano".

Ha sottolineato il valore delle conferenze internazionali e, soprattutto, il supporto che gli studenti ricevono per parteciparvi, affermando: "È così che la conoscenza viene condivisa in modo vivace".

Ha raccontato un aneddoto toccante in cui ha preferito che una delle sue studentesse di dottorato, Valeria, partecipasse alla Conferenza Europea del MOF (Euromof) in Grecia per tenere un discorso e un poster, invece di andarci di persona, assicurandosi che avesse la necessaria esperienza internazionale. Sostiene che una se ne andò e un'altra fece tornare Valeria.

Aggiunge che è necessario uno sforzo determinato per coinvolgere più studentesse in questo tipo di ricerca e sviluppo, poiché non solo ha un beneficio sociale (un Paese con maggiore uguaglianza si sviluppa meglio), ma è anche la chiave per garantire che, nel prossimo futuro, più donne e nuovi volti possano essere insigniti del Premio Nobel, rompendo l'attuale egemonia. "L'impegno scientifico è, naturalmente, quello di sviluppare innovazione e tecnologia, ma è anche il nostro impegno a contrastare tutte queste situazioni geopolitiche che storicamente sono state molto negative".

I vincitori del premio

• Omar M. Yaghi (Giordania, 1965) è figlio di rifugiati palestinesi emigrati in Giordania e a malapena alfabetizzati. Il chimico, che ha proseguito la sua carriera dopo essere emigrato negli Stati Uniti, ha salutato il premio come un esempio del "potere livellatore della scienza" in un'intervista con l'organizzazione del Premio Nobel. Attualmente è professore presso l'Università della California, Berkeley.
• Susumu Kitagawa (Giappone, 1951), 74 anni, è professore all'Università di Kyoto e durante la conferenza stampa ha dichiarato di essere ancora "sorpreso" dalle molteplici proprietà di queste strutture, sulle quali continua a lavorare "per divertimento".
• Richard Robson (Regno Unito, 1937). Nel 1989, l'ottantottenne chimico, professore emerito presso l'Università di Melbourne (Australia), sviluppò una struttura basata su ioni rame e molecole organiche che, combinati, formavano un cristallo con cavità.

I vincitori riceveranno una medaglia d'oro con l'effigie di Alfred Nobel durante una cerimonia a Stoccolma, in Svezia, a dicembre, e un incentivo finanziario pari a 11 milioni di corone svedesi (circa 1,2 milioni di dollari).