Imaginá poder construir un edificio a escala atómica, con columnas de metal y vigas de carbono, dejando enormes salones vacíos en su interior. Esta es la proeza de la «arquitectura molecular» que les ha valido el Premio Nobel de Química 2025 a Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar Yaghi. Crearon una nueva clase de materiales porosos con el potencial de resolver algunos de los mayores desafíos de la humanidad.

La Real Academia de Ciencias de Suecia ha otorgado el Premio Nobel de Química 2025 a tres pioneros que le dieron a la química una nueva dimensión: el espacio vacío. El japonés Susumu Kitagawa, el australiano Richard Robson y el estadounidense Omar M. Yaghi han sido galardonados por el desarrollo de los «frameworks metal-orgánicos» (MOFs), una clase revolucionaria de materiales diseñados a nivel atómico.

«Los marcos organometálicos tienen un enorme potencial, ya que brindan oportunidades previamente imprevistas para materiales hechos a medida con nuevas funciones», explicó Heiner Linke, presidente del comité Nobel de Química.

La historia de una revolución en tres actos

El trabajo de los laureados se puede entender como la invención de un «Lego» molecular. Su idea fue utilizar iones metálicos como nodos de conexión y moléculas orgánicas largas como barras de unión para construir estructuras cristalinas tridimensionales increíblemente ordenadas y, sobre todo, porosas.

• Acto 1: El Visionario (1989). Todo comenzó con Richard Robson. En un experimento pionero, combinó iones de cobre con una molécula orgánica de «cuatro brazos». El resultado fue un cristal con una estructura espaciosa y ordenada, que él describió como un «diamante molecular» repleto de cavidades. Robson vio el potencial, pero su creación tenía un defecto fatal: era inestable y se derrumbaba fácilmente.
• Acto 2: Los Consolidadores (1992-2003). La idea de Robson necesitaba cimientos sólidos, y estos llegaron de la mano de Susumu Kitagawa y Omar Yaghi, trabajando de forma independiente. Kitagawa fue el primero en demostrar que se podía introducir y sacar gases de estas estructuras sin que colapsaran, y predijo que podían ser flexibles. Por su parte, Yaghi logró crear los primeros MOFs verdaderamente estables y demostró que se podían modificar mediante un «diseño racional» para darles propiedades específicas. Juntos, convirtieron una curiosidad de laboratorio en una plataforma tecnológica robusta.

Una «esponja» molecular a la carta

Lo que hace a los MOFs tan revolucionarios es su versatilidad. Al poder elegir qué «columnas» (metales) y qué «vigas» (moléculas orgánicas) usar, los químicos pueden diseñar los «salones» internos de estos cristales para que tengan el tamaño y las propiedades químicas exactas para una tarea específica. Son, en esencia, esponjas moleculares a la carta.

Tras los avances de los tres galardonados, la comunidad científica ha creado decenas de miles de MOFs diferentes con aplicaciones que parecen de ciencia ficción:

• Lucha contra el cambio climático: Ya existen MOFs capaces de capturar dióxido de carbono directamente de las chimeneas de las fábricas.
• Combate a la escasez de agua: Se han diseñado materiales que pueden cosechar vapor de agua del aire del desierto durante la noche y liberarlo como agua potable durante el día con el calor del sol.
• Protección ambiental: Otros pueden separar contaminantes súper resistentes como los PFAS («químicos eternos») del agua o degradar residuos de medicamentos.
• Seguridad: La industria electrónica ya los utiliza para almacenar de forma segura los gases tóxicos necesarios para fabricar semiconductores. Otros pueden incluso descomponer armas químicas.

Aunque la mayoría de estas aplicaciones aún están a pequeña escala, la obra de Kitagawa, Robson y Yaghi ha inaugurado un campo enteramente nuevo en la ciencia de materiales. Han entregado a la humanidad una caja de herramientas sin precedentes para construir, átomo por átomo, las soluciones a algunos de nuestros problemas más urgentes.

Por Daniel Ventuñuk