રોયલ સ્વીડિશ એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસે ધાતુ-કાર્બનિક ફ્રેમવર્ક (MOFs) ના વિકાસ માટે ત્રણ વૈજ્ઞાનિકો – સુસુમુ કિટાગાવા, રિચાર્ડ રોબસન અને ઓમર એમ. યાગીને રસાયણશાસ્ત્રમાં 2025નો નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કર્યો છે. આ બિલ્ટ-ઇન રાસાયણિક કમ્પાર્ટમેન્ટ્સ સાથેના નવા પ્રકારના પરમાણુ માળખા છે. જે રણની હવામાંથી પાણી કાઢી શકે છે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પકડી શકે છે, ઝેરી વાયુઓનો સંગ્રહ કરી શકે છે અથવા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને વેગ આપી શકે છે.
ધાતુના આયનો (જેમ કે તાંબુ) એન્કર તરીકે કાર્ય કરે છે. લાંબા કાર્બનિક કાર્બન પરમાણુઓ તેમને જોડે છે. એકસાથે, તેઓ મોટી ખાલી જગ્યાઓ સાથે સ્ફટિકો બનાવે છે. વૈજ્ઞાનિકો આ બિલ્ડીંગ બ્લોક્સને બદલીને MOFsને કસ્ટમાઇઝ કરી શકે છે, જેનાથી તેઓ ચોક્કસ વસ્તુઓને કેપ્ચર કરી શકે છે, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ ચલાવી શકે છે અથવા વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે.
1989ની એક ક્રાંતિથી વાત શરૂ થઈ
1989માં રિચાર્ડ રોબસને અણુઓના કુદરતી ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરવાની એક નવી રીત વિશે વિચાર્યું. તેમણે હકારાત્મક ચાર્જવાળા કોપર આયનોને ચાર-બાજુવાળા પરમાણુમાં જોડ્યા. દરેક બાજુના અંતે એક રાસાયણિક જૂથ હતું જે ધાતુના આયનોને આકર્ષિત કરે છે.
જ્યારે આ બંધનોને જોડવામાં આવ્યા, ત્યારે એક સુવ્યવસ્થિત, ખાલી જગ્યા ધરાવતો સ્ફટિક રચાયો. જે હીરા જેવો હતો. પરંતુ અંદર અસંખ્ય ભરેલી જગ્યાઓ હતી. રોબસને તરત જ તેની તાકાત ઓળખી લીધી, પરંતુ તે અસ્થિર હતું – તે સરળતાથી તૂટી પડ્યું. પછી, 1992 અને 2003ની વચ્ચે, સુસુમુ કિટાગાવા અને ઓમર યાગીએ અલગ, ક્રાંતિકારી શોધો કરી. કિટાગાવાએ બતાવ્યું કે આ રચનાઓમાં વાયુઓ અંદર અને બહાર વહી શકે છે.
તેમણે આગાહી કરી હતી કે MOFને પણ લવચીક બનાવી શકાય છે. યાગીએ ખૂબ જ સ્થિર MOF બનાવ્યું અને બતાવ્યું કે તેને તર્કસંગત ડિઝાઇન દ્વારા બદલી શકાય છે – તેને નવા અને ઇચ્છનીય ગુણધર્મો આપીને. આ શોધો પછી, રસાયણશાસ્ત્રીઓએ હજારો MOF બનાવ્યા છે.
MOFના ફાયદાMOF નાના લાગે છે, પરંતુ તેઓ મોટા કાર્યો કરે છે. કેટલાક ઉદાહરણો…
• રણનું પાણી: તેઓ હવામાંથી ભેજ શોષીને પાણી બનાવી શકે છે. શુષ્ક વિસ્તારોને મદદ કરે છે.
• કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કેપ્ચર: ગ્લોબલ વોર્મિંગને રોકવા માટે ફેક્ટરી વાયુઓને કેપ્ચર કરો.
• ઝેરી ગેસ સંગ્રહ: ખતરનાક વાયુઓને સાચવો.
• રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ: દવાઓ અથવા બળતણના ઉત્પાદનને ઝડપી બનાવો.
• પર્યાવરણીય સ્વચ્છતા: પાણીમાંથી PFAS (હાનિકારક રસાયણો) દૂર કરો, ફાર્માસ્યુટિકલ અવશેષોને તોડી નાખો.
આ MOFs બેટરીની જેમ વીજળીનું સંચાલન પણ કરી શકે છે. ભવિષ્યમાં, તેઓ આબોહવા પરિવર્તન, પાણીની અછત અને પ્રદૂષણ સામે લડવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવશે.
વિજેતાઓ વિશે• રિચાર્ડ રોબસન: ઓસ્ટ્રેલિયન વૈજ્ઞાનિક જેમણે પ્રથમ MOF બનાવ્યું.
• સુસુમુ કિટાગાવા: જાપાની વૈજ્ઞાનિક જેમણે ગેસ પ્રવાહ અને સુગમતા દર્શાવી.
• ઓમર એમ. યાગી: અમેરિકન, જેમણે સ્થિર અને કસ્ટમ MOFs બનાવ્યા.
સાથે મળીને, આ ત્રણેયે રસાયણશાસ્ત્રને ફરીથી આકાર આપ્યો છે. 2025નો નોબેલ પુરસ્કાર MOFsને માન્યતા આપે છે – એક શોધ જે નાના અણુઓ સાથે મોટી સમસ્યાઓનું નિરાકરણ લાવશે. આ બતાવે છે કે વિજ્ઞાન જાદુની જેમ કેવી રીતે કાર્ય કરે છે. MOFs આગામી વર્ષોમાં આપણા જીવનમાં પરિવર્તન લાવી શકે છે.
