La Real Academia de las Ciencias de Suecia ha concedido el Premio Nobel de Química de este año a tres pioneros de la ciencia de los materiales: Susumu Kitagawa (Japón), Richard Robson (Reino Unido) y Omar M. Yaghi (Estados Unidos/Jordania), por el desarrollo de un nuevo tipo de estructuras moleculares conocidas como estructuras metalorgánicas o MOFs (Metal Organic Frameworks, por sus siglas en inglés).
En esta edición, el Comité ha valorado no solo el impacto científico duradero del descubrimiento, sino también su relevancia inmediata para los grandes desafíos contemporáneos. Estos MOFs, descritas por el jurado como “un nuevo universo en la ingeniería molecular”, abren la puerta a nuevas soluciones en campos clave como la energía, el medio ambiente y la salud.
“Estos científicos han construido materiales como si fueran hoteles para moléculas: espacios porosos en los que cada sustancia puede entrar, salir o transformarse según se necesite”, explicó Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, durante la ceremonia de anuncio en Estocolmo.
Entonces, ¿qué son exactamente los MOF?
Las estructuras metalorgánicas, o MOFs por sus siglas en inglés (Metal-Organic Frameworks) son, en pocas palabras, una nueva forma de arquitectura molecular organizadas para formar cristales con grandes cavidades.
Son un tipo de andamios cristalinos a escala molecular, construidos a base de dos componentes: iones metálicos (nodos o puntos de unión) y moléculas orgánicas basadas en carbono, que actúan como puentes entre ellos, repitiéndose en patrones regulares. El resultado es una estructura altamente ordenada, rígida pero porosa, que presenta grandes espacios vacíos en su interior.
Estos huecos permiten que los MOFs puedan ser diseñados para capturar, almacenar o liberar diferentes sustancias químicas (como cajitas), dependiendo de la aplicación.
“Son materiales muy porosos, como esponjas, que tienen dentro muchos canales, mucha superficie interna, donde se pueden hacer muchas reacciones”, explicó Fernando Gomollón Bel, doctor en Química Orgánica, comunicador científico y cofundador de Agata Communications en declaraciones a Science Media Center.
Usos a nivel global
El trabajo de Kitagawa, Robson y Yaghi ha dado lugar a una nueva era en la ingeniería molecular, con aplicaciones que ya se están explorando o implementando en diversos campos clave:
Cambio climático: Los MOFs permiten capturar dióxido de carbono (CO₂) de forma más eficiente y con menor consumo energético que las tecnologías tradicionales, lo que los convierte en aliados prometedores para reducir las emisiones.
Energías limpias: Su enorme superficie interna los hace ideales para almacenar hidrógeno (H₂) y metano (CH₄), dos gases fundamentales para el desarrollo de sistemas energéticos sostenibles, como vehículos no contaminantes o redes de distribución de combustibles verdes.
Agua y saneamiento: Se investigan para extraer humedad del aire en regiones áridas y para filtrar contaminantes del agua, incluidos los llamados químicos eternos (forever chemicals), compuestos tóxicos altamente persistentes en el medio ambiente.
Así pues, aunque el Nobel avala la trascendencia de este avance, el camino hacia la aplicación masiva de los MOFs aún presenta retos significativos. La estabilidad térmica limitada y los costos de producción requieren métodos más eficientes y ecológicos.
Además, perfeccionar el diseño computacional permitirá crear materiales adaptados a necesidades específicas, mientras que la integración de los MOFs en dispositivos prácticos sigue siendo un desafío pendiente, aún siendo un gran avance para la ciencia.