Nobel de Química 2025 premia cientistas por estrutura metal-orgânica

Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar M. Yaghi foram os recipientes do Prêmio Nobel de Química 2025, conforme anunciado pela Academia Real das Ciências da Suécia em 8 de outubro.

O valor total do prêmio, de 11 milhões de coroas suecas (aproximadamente R$ 6,2 milhões), será dividido entre os três pesquisadores pelo desenvolvimento das chamadas estruturas metal-orgânicas (MOFs – metal-organic frameworks), materiais ultraporosos que permitem capturar, armazenar e separar moléculas em escala atômica.

Esses MOFs podem ser imaginados como esponjas compostas por átomos, formadas por íons metálicos como cobre, zinco ou cobalto, ligados a cadeias orgânicas longas que criam cristais repletos de poros microscópicos. Esses vazios organizados possibilitam a captura de gases, armazenamento de energia e a separação seletiva de moléculas, funcionando como uma engenharia dos espaços vazios na química.

A porosidade dos MOFs é tão elevada que poucos gramas desses materiais possuem uma área interna equivalente a um campo de futebol, o que explica sua capacidade de absorver grandes quantidades de gases ou vapores.

Os estudos começaram nos anos 1980, quando Richard Robson percebeu que era possível usar as interações naturais entre íons metálicos e moléculas orgânicas para criar cristais com cavidades internas. Posteriormente, Susumu Kitagawa, da Universidade de Kyoto, demonstrou que esses materiais podiam ser estáveis e flexíveis, podendo absorver e liberar gases sem perder a estrutura.

Omar Yaghi, da Universidade da Califórnia em Berkeley, desenvolveu versões ultrarresistentes, como o MOF-5, que suporta até 300 °C e pode ser moldado para diferentes aplicações. Uma de suas contribuições notáveis foi criar um material capaz de extrair água do ar em desertos: durante a noite o material captura vapor d’água, liberando-o em forma líquida ao ser aquecido pela luz solar.

Embora ainda estejam principalmente em fase de pesquisa, os MOFs já apresentam aplicações práticas promissoras. Desde as descobertas iniciais, cientistas ao redor do mundo desenvolveram milhares de variações desses materiais, cada uma com propriedades específicas para solucionar diversos desafios.

Por esse motivo, esses materiais são apontados como potencialmente revolucionários para o século XXI, com impactos que vão desde o enfrentamento das mudanças climáticas até a inovação em medicamentos e baterias.

As estruturas moleculares criadas por Kitagawa, Robson e Yaghi abriram possibilidades para a química oferecer soluções para grandes problemas da humanidade.

Em 2024, o Nobel de Química reconheceu David Baker, Demis Hassabis e John M. Jumper pela compreensão das proteínas por meio da inteligência artificial e da computação avançada. Baker foi premiado pelo design computacional de proteínas para o desenvolvimento de medicamentos e vacinas. Hassabis e Jumper criaram o AlphaFold2, uma inteligência artificial da Google DeepMind que prevê com precisão a forma tridimensional das proteínas a partir das sequências de aminoácidos, resolvendo um problema que durava meio século.

Antes dessas tecnologias, a determinação da estrutura 3D das proteínas era feita por métodos caros e lentos como cristalografia ou ressonância magnética. Hoje, o AlphaFold2 permite prever rapidamente milionárias proteínas, sendo usado por cientistas em mais de 190 países para estudar doenças e desenvolver tratamentos.

O comitê destacou que o prêmio de 2024 marcou o início da era da biologia assistida por IA, em que a química, biologia e ciência da computação unem forças para acelerar descobertas que antes demoravam décadas.

Créditos: g1