Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat den Nobelpreis für Chemie 2025 an Susumu Kitagawa (Kyoto University, Japan), Richard Robson (University of Melbourne, Australien) und Omar M. Yaghi (University of California, Berkeley, USA) verliehen. Die Preisträger werden für die „Entwicklung von Metall-Organischen Gerüsten“ (Metal-Organic Frameworks, MOFs) ausgezeichnet – einer neuen molekularen Architektur, die poröse Materialien mit großen Hohlräumen schafft, durch die Gase und Chemikalien strömen können. Die Hälfte des Preises in Höhe von 11 Millionen Schwedischen Kronen wird gleichmäßig unter den dreien aufgeteilt. Die Entdeckung eröffnet ungeahnte Möglichkeiten für maßgeschneiderte Materialien in Bereichen wie nachhaltiger Energie, Wassergewinnung und Umweltschutz.
Revolutionäre molekulare Architektur: Von der Idee zur Anwendung
Die Laureaten haben eine bahnbrechende Form der molekularen Konstruktion entwickelt: Metallionen dienen als Ecksteine, die von langen organischen (kohlenstoffbasierten) Molekülen verbunden werden. Diese bilden Kristalle mit ausgedehnten Hohlräumen – den MOFs –, die porös und flexibel sind. Durch Variation der Bausteine können Chemiker die MOFs gezielt für spezifische Funktionen designen, wie das Auffangen von Substanzen, das Katalysieren von Reaktionen oder das Leiten von Strom. „Metall-Organische Gerüste haben enormes Potenzial und eröffnen bisher unvorhergesehene Möglichkeiten für maßgeschneiderte Materialien mit neuen Funktionen“, betont Heiner Linke, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie.
Die Arbeit begann 1989 mit Richard Robson, der positiv geladene Kupferionen mit einem vierarmigen Molekül kombinierte, das chemische Gruppen an den Armenden besaß, die zu den Ionen angezogen wurden. Das Ergebnis war ein wohlgeordneter, geräumiger Kristall – wie ein Diamant mit unzähligen Hohlräumen. Robson erkannte sofort das Potenzial, doch die Struktur war instabil und kollabierte leicht. Susumu Kitagawa und Omar Yaghi legten zwischen 1992 und 2003 getrennt voneinander den Grundstein: Kitagawa demonstrierte, dass Gase durch die Konstruktionen ein- und austreten können, und prognostizierte ihre Flexibilität. Yaghi schuf stabile MOFs und zeigte, dass sie durch rationales Design modifiziert werden können, um neue Eigenschaften zu erlangen.
Seitdem haben Chemiker Tausende verschiedener MOFs entwickelt. Diese Materialien könnten zentrale Herausforderungen der Menschheit lösen: Sie filtern PFAS aus Wasser, zerlegen Spuren von Arzneimitteln in der Umwelt, fangen CO₂ aus der Atmosphäre ein, speichern giftige Gase oder gewinnen Wasser aus Wüstenluft. Die porösen Strukturen mit enormer innerer Oberfläche ermöglichen selektive Speicherung und chemische Prozesse, die in traditionellen Materialien unmöglich sind.
Die Preisträger im Porträt
- Susumu Kitagawa (geboren 1951 in Kyoto, Japan): Promotion 1979 an der Kyoto University. Als Professor an der Kyoto University spezialisiert er sich auf Koordinationschemie, insbesondere organisch-anorganische Hybridverbindungen und die physikalisch-chemischen Eigenschaften poröser Koordinationspolymere und MOFs. Kitagawa, Mitglied der Royal Society, hat die Flexibilität und Gasdurchlässigkeit von MOFs nachgewiesen und ihre Anwendung in der Katalyse vorangetrieben.
- Richard Robson (geboren 1937 in Glusburn, UK): Promotion 1962 an der University of Oxford. Als Professor an der University of Melbourne gilt er als Pionier der Kristallingegierung mit Übergangsmetallen. Robson hat über 200 Publikationen zu Koordinationspolymeren verfasst und die Grundlage für die räumlichen Kristallstrukturen gelegt, die den MOFs ihre Porosität verleihen. Er ist Fellow der Australian Academy of Science und der Royal Society.
- Omar M. Yaghi (geboren 1965 in Amman, Jordanien): Promotion 1990 an der University of Illinois Urbana-Champaign. Als University Professor und Inhaber des James and Neeltje Tretter Endowed Chair in Chemistry an der UC Berkeley hat er stabile MOFs entwickelt und das Konzept des „rationalen Designs“ etabliert. Yaghis Arbeit ermöglicht es, MOFs für spezifische Anwendungen wie CO₂-Speicherung oder Pharmazeutika-Freisetzung anzupassen. Er ist international für seine Beiträge zur Retikulären Chemie anerkannt.
Globale Relevanz und Zukunftsperspektiven
Die MOFs adressieren drängende Probleme wie Klimawandel und Ressourcenknappheit: Sie könnten CO₂-Emissionen reduzieren, sauberes Wasser in Trockengebieten ermöglichen oder giftige Chemikalien binden. Die Akademie hebt hervor, dass diese Materialien „Zimmer für Chemie“ schaffen – Räume, in denen Moleküle frei agieren können. Experten wie Olof Ramström, Mitglied des Nobelkomitees, sehen in den MOFs einen Paradigmenwechsel: „Von der Synthese bis zur Anwendung revolutionieren sie die Materialwissenschaften.“
Die Verleihung unterstreicht die interdisziplinäre Natur der modernen Chemie, die Grundlagenforschung mit praxisnahen Lösungen verbindet. Die Preisträger werden am 10. Dezember 2025 in Stockholm geehrt.
Weitere Informationen
- Offizielle Pressemitteilung: https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2025/press-release/
- Populärwissenschaftlicher Hintergrund: https://www.nobelprize.org/uploads/2025/10/popular-chemistryprize2025-1.pdf
- Wissenschaftlicher Hintergrund: https://www.nobelprize.org/uploads/2025/10/advanced-chemistryprize2025.pdf
Der Nobelpreis für Chemie 2025 ehrt eine Entdeckung, die die Chemie in eine nachhaltigere Zukunft führt – ein Meilenstein für die Bekämpfung globaler Herausforderungen.
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