Nagroda Nobla 2025 z chemii przyznana. "Poważne osiągnięcie naukowe"

Mija trzeci dzień Tygodnia Noblowskiego, w którym poznajemy laureatów najważniejszego wyróżnienia dla świata nauki, literatury, ekonomii i dążenia do pokoju na świecie. Pierwszych nagrodzonych poznaliśmy już w poniedziałek 6 października kiedy komitet ogłosił Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny i fizyki. W tym roku otrzymała go trójka badaczy - dwójka Amerykanów oraz Japończyk. Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell i Shimon Sakaguchi otrzymali wyróżnienie "za fundamentalne odkrycia dotyczące obwodowej tolerancji immunologicznej". Jak podano w uzasadnieniu, badacze zidentyfikowali "strażników" układu odpornościowego (limfocyty T regulatorowe) kładąc tym samym fundamenty pod nową dziedzinę badań.

We wtorek 7 października poznaliśmy laureatów w dziedzinie fizyki. Doceniono trzech amerykańskich fizyków: Johna Clarke'a, Michela H. Devoreta i Johna M. Martinisa "za odkrycie makroskopowego tunelowania mechaniki kwantowej i kwantyzacji energii w obwodzie elektrycznym" - czyli prościej ujmując, badania w dziedzinie fizyki kwantowej.

Wśród przyznawanych nagród tradycyjnie jedna przypada za najważniejsze odkrycia na polu chemii. W ubiegłym roku otrzymało go trzech naukowców: David Baker "za obliczeniowe projektowanie białek" oraz Demis Hassabis i John M. Jumper "za przewidywanie struktury białek".

- David Baker dokonał niemal niemożliwego wyczynu zbudowania zupełnie nowych rodzajów białek. Natomiast Demis Hassabis i John Jumper opracowali model sztucznej inteligencji, aby rozwiązać 50-letni problem: przewidywanie złożonych struktur białek. Te odkrycia mają ogromny potencjał. - przekazano w komunikacie prasowym Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk

Zaskoczenie mogło być o tyle większe, że wówczas był to drugi dzień, w którym doceniono... sztuczną inteligencję.

Zwykle jeszcze przed rozdaniem nagród w sieci pojawiają się spekulacje co do potencjalnych kandydatów. W tym roku wskazuje się m.in. na kandydata zza naszej zachodniej granicy - Niemca Herberta W. Roesky'ego za pionierskie prace nad fluorkami metali przejściowych i metali bloku p.

Inni kandydaci to:

• Clifford Brangwynne , dyrektor Instytutu Bioinżynierii Omenn-Darling na Uniwersytecie Princeton, Anthony Hyman, dyrektor i kierownik grupy badawczej w Instytucie Biologii Molekularnej Komórki i Genetyki im. Maxa Plancka, oraz Michael Rosen, biochemik z Instytutu Medycznego Howarda Hughesa i Centrum Medycznego Uniwersytetu Teksańskiego Southwestern. Wszyscy trzej prowadzili prace nad reakcjami biochemicznymi w komórce
• Jean-Marie Tarascon z Collège de France za wkład w technologie magazynowania i konwersji energii
• Tao Zhang, chemik z Chińskiej Akademii Nauk, został doceniony za wkład w rozwój katalizy jednoatomowej i jej zastosowania
• Chi-Huey Wong, biochemik ze Scripps Research Institute, znany z pionierskich prac w dziedzinie syntezy węglowodanów
• Omar Yaghi, chemik z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, za swoją pracę w dziedzinie chemii retikularnej

Wśród społeczności chemicznej pojawiają się też głosy o możliwej nagrodzie za zastosowania informatyki w chemii.

Co jest niemal pewne? To, że od 1993 r. wśród nagradzanych mamy duety i tria, a ponad 90 proc. laureatów pochodziło z Europy lub USA, ale zaledwie 2 proc. docenionych stanowią kobiety.

Królewska Szwedzka Akademia Nauk postanowiła przyznać Nagrodę Nobla w 2025 roku w dziedzinie chemii "za opracowanie struktur metalo-organicznych", czyli popularnie zwane MOF-y. Otrzymało ją trzech naukowców: Susumu Kitagawa (Kyoto University, Kyoto, Japan), Richard Robson (University of Melbourne, Melbourne, Australia) i Omar M. Yaghi (University of California, Berkeley, CA, USA - jeden z typowanych).

Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie chemii 2025 stworzyli struktury molekularne z dużymi przestrzeniami, przez które mogą przepływać gazy i inne substancje chemiczne. Te struktury, metaloorganiczne struktury szkieletowe, mogą być wykorzystywane do pozyskiwania wody z pustynnego powietrza, wychwytywania dwutlenku węgla, magazynowania toksycznych gazów lub katalizowania reakcji chemicznych.

---

Dzięki opracowaniu struktur metaloorganicznych laureaci stworzyli dla chemików nowe możliwości rozwiązania niektórych problemów, z którymi się mierzymy.

Po ogłoszeniu laureatów Nagrody Nobla z chemii miałem okazję porozmawiać chwilę z prof. dr. hab. Pawłem Kuleszą z Zakładu Chemii Nieorganicznej i Analitycznej na Wydziale Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Naukowcem, który - co warto podkreślić - jeszcze przed ogłoszeniem Nagrody Nobla celnie wytypował struktury metalo-organiczne i Omara Yaghiego.

Geekweek: Co roku przed ogłoszeniem Nagrody Nobla typuje się faworytów. W 2025 roku serwis chemistryworld.com prowadzony przez Royal Society of Chemistry celnie wytypował m.in. Omara Yaghiego. Czyli ta dziedzina chemii była brana pod uwagę w środowisku. Czy pan jest zaskoczony tegoroczną nagrodą?

Prof. dr. hab. Pawłem Kulesza: Nie tylko Royal Society of Chemistry, ale również Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej typowała go i również dała mu swoją najwyższą nagrodę. Także nie jestem zaskoczony. Rozmawialiśmy nieformalnie na spotkaniu i tylko nie byłem pewien czy on dostanie nagrodę w tym roku, czy przyszłym.

MOF-y, czyli szkielety metalo-organiczne to nie są zwykłę struktury - to są struktury trójwymiarowe, jak sztywne gąbki. Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej widziała w tym duży postęp w ramach chemii, a dokładnie chemii organicznej. To było poważne osiągnięcie naukowe. W ostatnich latach udało się uzyskać takie struktury o dużej trwałości. Mogą zastąpić wiele układów stosowanych w katalizie, sorpcji zanieczyszczeń i wielu innych.

Geekweek: Czego tak ważnego dokonali panowie Kitagawa, Robson i Yaghi, że zasłużyli na najbardziej prestiżową nagrodę w świecie nauki?

Prof. dr. hab. Pawłem Kulesza: Pokazali, że można stworzyć w zupełnie inny sposób trójwymiarowe układy, gdzie jony metali stworzą szkielet o różnych grubościach. Te układy, które je trzymają (nazywane linkerami, ligandami jeżeli mówimy o chemii nieorganicznej) są bardzo różnorodne - mogą pochodzić zarówno z chemii nieorganicznej, jak i związków organicznych zawierających np. azot.

To właśnie im się udało stworzyć układy jako nowość, więc to pierwszy argument. Ale równie istotne jest to, że w ostatniej dekadzie pojawiły się ich praktyczne zastosowania, m.in. w katalizie, czyli w procesach produkcji różnych związków chemicznych. MOF-y mogą zastępować klasyczne zeolity (glinokrzemiany), w których reakcje wymagały bardzo wysokich temperatur. Teraz te procesy można prowadzić w znacznie niższych temperaturach, co oznacza większą efektywność i korzyść dla środowiska.

Jest tu ogromne pole do popisu dla badaczy na całym świecie, również w Polsce. Mamy bardzo dobrych chemików i fizykochemików, którzy mogą rozwijać bardziej złożone, hybrydowe układy oparte na szkieletach metalo-organicznych.

Geekweek: Jakie praktyczne zastosowanie mają docenione przez Królewską Szwedzką Akademię Nauki w tym roku badania?

Takie struktury mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie m.in. w oczyszczaniu powietrza czy w nowoczesnych, bardziej ekologicznych metodach syntezy związków chemicznych - w tym organicznych. Bardzo prawdopodobne, że wykorzysta się je także w chemii farmaceutycznej, do wytwarzania leków w sposób bardziej zrównoważony i zapewniający większą czystość produktów.

Pojawiają się też inne, potencjalnie przełomowe kierunki. MOF-y mogą posłużyć do akumulacji ładunku elektrycznego, co otwiera drogę do opracowania nowych typów baterii. Tego jeszcze nie wiemy, ale jest duża szansa.