El Nobel de Química 2025 premia el desarrollo de un nuevo tipo de arquitectura molecular

El Premio Nobel de Química 2025 fue otorgado a Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi por desarrollar estructuras metal-orgánicas (MOF), materiales versátiles que prometen revolucionar la química, la industria y la lucha contra la contaminación

Omar Yaghi, uno de los ganadores del Nobel de Química de este año.
Foto: Fernando Vergara (AP)

Este miércoles, 8 de octubre, en horas de la madrugada (para Colombia), el Instituto Karolinska anunció, desde Suecia, a los ganadores del Premio Nobel en Química 2025. En esta oportunidad, el galardón fue entregado a los científicos Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi, “por el desarrollo de estructuras metal-orgánicas” o metal-organic frameworks (MOFs, por sus siglas en inglés), que son materiales compuestos por metales y moléculas orgánicas que forman estructuras con aplicaciones en almacenamiento de gases, catálisis y otros campos de la química y materiales.

Antes de continuar, un poco más de información de los científicos de los que el mundo hablará durante las próximas horas. Susumu Kitagawa nació en 1951 en Kioto, Japón, doctor en 1979 por la Universidad de Kioto y profesor en la misma institución; Richard Robson nació en 1937 en Glusburn, Reino Unido, doctor en 1962 por la Universidad de Oxford y profesor en la Universidad de Melbourne, Australia; y Omar M. Yaghi nació en 1965 en Ammán, Jordania, doctor en 1990 por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, EE. UU., y actual profesor en la Universidad de California, en Berkeley.

Según la Real Academia Sueca de Ciencias, “a través del desarrollo de estructuras metalorgánicas, los galardonados con el premio de química 2025 han proporcionado a los químicos nuevas oportunidades para resolver algunos de los desafíos que enfrentamos”.

“Han encontrado maneras de crear materiales completamente nuevos, con grandes cavidades en su interior que pueden verse casi como habitaciones en un hotel, de modo que las moléculas invitadas pueden entrar y salir nuevamente del mismo material”, explicó Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química, en una conferencia de prensa.

En palabras un poco más sencillas, los MOF son como esponjas creadas a nivel molecular. Están formadas por iones metálicos y moléculas orgánicas que se ensamblan como piezas de un lego, generando estructuras con muchos huecos o cavidades. Gracias a esos poros, pueden atrapar, almacenar o filtrar gases y líquidos específicos, como el dióxido de carbono o el hidrógeno. Además, algunas de estas estructuras pueden acelerar reacciones químicas o incluso conducir electricidad, lo que las convierte en materiales con un enorme potencial para transformar industrias como la energética, la ambiental y la electrónica, dice el Nobel.

Tras los “innovadores descubrimientos de los galardonados”, como lo califica el premio, los investigadores han logrado crear numerosos MOF con funcionalidades muy diversas. Estos materiales presentan propiedades únicas, aunque hasta ahora su uso se ha limitado, en la mayoría de los casos, a aplicaciones a pequeña escala. Para aprovechar al máximo los beneficios de los MOF, la Real Academia Sueca de Ciencias cuenta que muchas empresas han comenzado a invertir en su producción y comercialización masiva. Algunos proyectos ya han tenido éxito: por ejemplo, en la industria electrónica, ciertos MOF se utilizan para contener gases tóxicos necesarios en la fabricación de semiconductores.

Otros marcos metalorgánicos, por su parte, son capaces de descomponer gases nocivos, incluyendo algunos que pueden utilizarse como armas químicas. Además, numerosas empresas, dice el jurado de los Nobel, están explorando materiales MOF que puedan capturar dióxido de carbono en fábricas y centrales eléctricas, con el objetivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Debido a su versatilidad y potencial, algunos investigadores consideran incluso que estas estructuras metalorgánicas podrían convertirse en el material clave del siglo XXI, transformando múltiples industrias y ofreciendo soluciones innovadoras a desafíos ambientales y tecnológicos.

“El tiempo lo dirá, pero mediante el desarrollo de estas estructuras, Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar Yaghi han brindado a los químicos nuevas oportunidades para resolver algunos de los desafíos que enfrentamos. Por lo tanto, como afirma el testamento de Alfred Nobel, han aportado el mayor beneficio a la humanidad”, dice el Premio Nobel.

¿Cómo surgió la idea?

Todo comenzó, según el jurado del premio Nobel, en 1989, cuando el científico Richard Robson exploró una idea innovadora: usar las propiedades de los átomos para construir estructuras a nivel molecular. Su experimento en ese momento consistió en combinar iones de cobre, que tienen carga positiva, con una molécula orgánica de cuatro brazos, cuyos extremos contenían grupos químicos atraídos por el cobre. Al unirse, estas piezas formaron un cristal tridimensional amplio y ordenado, similar a un diamante lleno de innumerables cavidades diminutas. Estas cavidades eran perfectas para almacenar o atrapar otras moléculas, pero el material todavía era frágil y se colapsaba con facilidad.

El trabajo de Robson abrió la puerta a una nueva forma de construir materiales, pero fue Susumu Kitagawa y Omar Yaghi quienes lo llevaron a un nivel práctico. Entre 1992 y 2003, Kitagawa demostró que los gases podían entrar y salir de estas estructuras con facilidad, y predijo que los MOF podrían diseñarse para ser flexibles, adaptándose a distintas aplicaciones. Yaghi, por su parte, logró crear un MOF mucho más estable, que podía ser modificado de manera deliberada, agregándole propiedades según el uso deseado, como la captura de gases, la aceleración de reacciones químicas o la conducción de electricidad.

Solo hasta ese momento, los MOF dejaron de ser experimentos de laboratorio y se convirtieron en materiales con el enorme potencial que hoy premia el Nobel.

La importante distinción, que incluye un reconocimiento monetario de 11 millones de coronas suecas (unos US$1.170.000 dólares) que se repartirá equitativamente entre los tres, es otorgada por la Real Academia Sueca de Ciencias, una organización independiente fundada en 1739 y dedicada a promover las ciencias y fortalecer su influencia en la sociedad, con especial responsabilidad en las ciencias naturales y las matemáticas, fomentando además el intercambio de ideas entre distintas disciplinas.

En 2024, Demis Hassabis y John Jumper, junto con David Baker, ganaron el Nobel de Química. Los tres fueron galardonados por sus contribuciones a la comprensión y el diseño de proteínas, con la Real Academia Sueca de Ciencias dividiendo el premio: una mitad para Baker y la otra mitad para Hassabis y Jumper conjuntamente. Específicamente, Hassabis y Jumper fueron reconocidos por la predicción de la estructura de las proteínas gracias a su trabajo en AlphaFold2, un sistema de inteligencia artificial desarrollado en Google DeepMind (donde Hassabis es CEO y Jumper es Investigador). Este avance se considera una de las mayores hazañas científicas de la IA, ya que logró resolver el “problema del plegamiento de proteínas,” un desafío que inquitó a los científicos durante décadas.

Mientras que Hassabis y Jumper usaron la IA para predecir la estructura de proteínas existentes, Baker utilizó herramientas informáticas, en especial su programa Rosetta, para crear proteínas completamente nuevas, conocidas como proteínas de novo, que no se encuentran en la naturaleza. Este trabajo permite construir moléculas con formas y funciones personalizadas que pueden programarse para realizar tareas específicas, como actuar como medicamentos dirigidos, crear vacunas o desarrollar enzimas capaces de descomponer plásticos contaminantes.

Fuente: EL ESPECTADOR