Nobel de Química para Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi por crear materiales porosos con bloques de moléculas que capturan sustancias e impulsan reacciones

El reciente Premio Nobel de Química otorgado a los profesores Kitagawa, Robson y Yaghi por el desarrollo de redes metalorgánicas, conocidos como MOFs por sus siglas en inglés, es un reconocimiento bien merecido. Estos materiales poseen una estructura única que puede ser ‘diseñada a medida’ para cumplir funciones específicas en diversas aplicaciones. En mis más de cuatro años de trabajo en este campo, he podido comprobar su extraordinaria versatilidad: desde la captura de contaminantes, hasta su uso en aplicaciones de energía para pilas de combustibles o incluso en tratamientos innovadores dentro de la nanomedicina. Este premio no solo celebra un avance científico, sino que destaca una plataforma tecnológica con un potencial transformador. 

El descubrimiento de los metal-organic frameworks (MOFs) abrió la puerta a una extraordinaria variedad de aplicaciones, desde el almacenamiento y la separación de gases hasta la catálisis, la detección y la liberación controlada de fármacos. La belleza de los MOFs radica en su diseño modular: al modificar los nodos metálicos y/o los enlazadores (linkers) orgánicos, es posible diseñar materiales a medida con poros de tamaño, forma y funcionalidad química perfectamente controlados. Esta diversidad estructural y química sin precedentes hace que los MOFs sean especialmente prometedores para la captura de dióxido de carbono, donde es esencial equilibrar selectividad, capacidad y estabilidad para cumplir con los exigentes requisitos de una implementación a escala industrial. 

Estoy profundamente feliz de que el Premio Nobel de Química haya sido otorgado a los profesores Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi por el desarrollo de las estructuras metalorgánicas (MOFs). Estos materiales extraordinarios combinan una enorme tunabilidad química y estructural con altas porosidades, lo que les confiere un potencial sin precedentes para abordar algunos de los grandes retos de nuestra sociedad. Sus aplicaciones abarcan desde la captura de CO₂, la liberación controlada de fármacos, hasta la captación de agua atmosférica en regiones áridas, entre muchas otras. 

Este reconocimiento pone en valor años de investigación visionaria y consolida a los MOFs como uno de los materiales más versátiles y prometedores de la química moderna.

Este Nobel celebra una auténtica revolución en la ciencia de los materiales. Las estructuras metal-orgánicas (metal-organic frameworks, MOFs; o porous coordination polymers, PCP) han transformado nuestra manera de entender y construir la materia. Representan la belleza de los materiales que se forman por sí solos, combinando química y diseño con una elegancia única. Gracias al trabajo visionario de Kitagawa, Robson y Yaghi, hoy podemos crear materiales con precisión atómica para capturar CO₂, almacenar hidrógeno o liberar fármacos incluso RNA directamente en un tumor. Su descubrimiento abrió un nuevo universo de posibilidades en energía, medioambiente y salud, y seguirá inspirando a generaciones de científicos durante décadas. 

Acabo de enterarme y me encuentro celebrándolo junto con mis compañeros de línea, ya que supone un gran avance y un reconocimiento importantísimo para nuestro campo de investigación. El Premio Nobel de Química a Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi reconoce el desarrollo de las estructuras metal-orgánicas (MOF), materiales porosos formados por iones metálicos y ligandos orgánicos que, desde su descubrimiento en torno a 1995, han abierto nuevas fronteras en campos como la catálisis, la captura y valorización de CO₂, el almacenamiento de gases, la liberación controlada de fármacos o aplicaciones en magnetismo y luminiscencia. Este galardón pone de manifiesto su enorme potencial y consolida el creciente interés científico por estos materiales, impulsando la investigación hacia una química más sostenible y multifuncional. 

Faltan contribuciones fundamentales de investigadores franceses, en particular Gérard Férey y Christian Serre, que muchos en la comunidad científica consideramos pioneros y que podrían haber sido perfectamente reconocidos junto a Kitagawa, Robson y Yaghi. Su grupo en Versalles desarrolló la famosa familia MIL (Materials of Institut Lavoisier), como MIL‑100 con superficie específica récord y gran estabilidad. Estas estructuras abrieron el camino a aplicaciones prácticas en almacenamiento de gases (H₂, CH₄, CO₂), catálisis y separación selectiva. 

El trabajo de Yaghi, Kitagawa y Robson ha abierto las puertas a un nuevo universo de materiales. Han demostrado que, combinando metales y pequeñas moléculas como si fueran piezas de Lego, es posible diseñar estructuras con geometrías prácticamente ilimitadas, cada una optimizada para cumplir una función muy concreta. 

Con una dosis de geometría, química y algo de ‘magia’, hoy podemos imaginar, diseñar y construir el material perfecto para cada desafío: desde capturar CO₂ de la atmósfera, almacenar energía de forma limpia o incluso extraer agua del aire en pleno desierto. Lo que comenzó como una revolución silenciosa en la química de materiales ha terminado transformando para siempre la manera en que los científicos entendemos y creamos la materia.

El Premio Nobel de Química concedido a los profesores Susumu Kitagawa, Omar M. Yaghi y Makoto Fujita reconoce una de las grandes revoluciones de la química moderna: la creación de materiales porosos cuyas cavidades se pueden controlar a nivel molecular. Este desarrollo se logra mediante la unión controlada de moléculas pequeñas que, al ensamblarse, dan lugar a arquitecturas porosas.  

Gracias a su trabajo, hoy es posible fabricar estructuras con ‘huecos’ diseñados específicamente para atrapar ciertas moléculas y dejar pasar otras. Esta capacidad de seleccionar y almacenar sustancias con tanta precisión abre la puerta a aplicaciones muy diversas, como la captura de contaminantes como el CO₂, la obtención de agua del aire, el desarrollo de nuevos catalizadores o la separación de mezclas complejas. 

La explicación sencilla: son materiales muy porosos, como esponjas, que tienen dentro muchos canales, mucha superficie interna, donde se pueden hacer muchas reacciones. En ellos se pueden utilizar catalizadores, absorber gases como el CO₂ y capturarlo para luego reutilizarlo o para quitarlo de la atmósfera. Omar M. Yaghi, por ejemplo, ha creado materiales de este tipo muy hidrofílicos para conseguir agua en el desierto en forma líquida, capturando la poca agua que hay en el aire gracias a su extensa superficie.  

Son literalmente como esponjas moleculares, como esponjas microscópicas, hechas de metales y sustancias orgánicas, por eso se llaman Metal Organic Frameworks (MOF). Tienen nodos de metal y sustancias orgánicas. La gracia de esto es que ambas partes, los metales y las sustancias orgánicas, puedes personalizarlos un poco a la carta.  

Si cambias el metal o las sustancias orgánicas, cambian las propiedades. Por ejemplo, si como sustancia orgánica pones una sustancia básica, puedes hacer MOF que reaccionan con el CO2 —que es ácido—, y lo atrapan.  

Se pueden utilizar estos Metal Organic Frameworks para capturar el CO₂ de la fermentación que se produce, por ejemplo, en la fabricación de cerveza o vino y luego ese CO₂ se empaqueta y se usa para usos alimentarios, para presurizar la cerveza, para conservar el vino... La gracia de estos materiales es que, en muy poco espacio, tienes mucha superficie para lo que quieras: hacer reacciones, catálisis, absorción de gases... y eso se está aplicando de manera industrial. 

¡Estoy absolutamente emocionadísima por el Nobel a los MOFs! Ver que estos materiales porosos, flexibles, casi mágicos —capaces de capturar gases, limpiar el aire o incluso extraer agua del aire seco— reciban este reconocimiento me llena de orgullo, esperanza e ilusión. He trabajado con ellos, los he visto “respirar” y he sentido su potencial. Este premio no solo celebra un avance científico, sino una visión de futuro: la química que no se conforma con entender el mundo, sino que lo mejora. Me conmueve pensar que detrás de cada estructura cristalina hay años de curiosidad, pasión y perseverancia. ¡Qué alegría tan inmensa ver cómo la ciencia cambia el rumbo del planeta!

El Premio Nobel de Química de este año reconoce el trabajo de Robson, Kitagawa y Yaghi en el desarrollo de metal-organic frameworks (MOFs) o redes metalorgánicas, en español. Los MOFs son una clase de materiales que están formados por la unión de centros metálicos y moléculas orgánicas. Una de las características principales de estos materiales es que poseen estructuras con poros en su interior, a escala molecular y nanométrica, y que pueden ser utilizados para encapsular otras moléculas, como por ejemplo diferentes gases. Estos materiales pueden poseer superficies especificas inmensas, de hasta miles de metros cuadrados por gramo.  

El premio Nobel reconoce el trabajo pionero de Robson en la preparación de estos materiales, describiendo cómo se pueden diseñar a través de la selección de los componentes químicos adecuados para que tengan las características geométricas y topológicas deseadas. Los trabajos de Kitagawa y Yaghi demostraron que la porosidad de estos materiales puede ser efectivamente utilizada para incorporar otras moléculas en su interior, ya sea para capturar gases o para hacer reacciones químicas con ellas, manteniendo la integridad de sus estructuras, o incluso adaptándose a la presencia de estas moléculas huésped. El trabajo pionero de Yaghi, además, ha servido para el establecimiento de lo que hoy se conoce como química reticular, que nos permite diseñar materiales basándonos en las estructuras que estos mismos poseen, una vez que las moléculas que los componen se unen y enlazan para formar redes.  

Los MOFs se investigan hoy en día en numerosos campos, con aplicaciones como captura de dióxido de carbono, almacenamiento de gases, pero, sobre todo, nos han dado a los químicos las herramientas que nos permiten diseñar y crear materiales, modulando y ajustando su composición y propiedades, con precisión atómica. 

Este Nobel a Kitagawa, Yaghi y Robson ha sido una noticia muy emocionante para los científicos que trabajamos en redes metalorgánicas (MOFs). Además, reconoce justamente la contribución de los tres pioneros en el campo.  

El potencial de estos materiales porosos es inmenso, con aplicaciones que van desde la separación de gases y la catálisis hasta la electrónica. Su gran versatilidad en cuanto a composición permite diseñar y producir estructuras con propiedades a la carta, al combinar iones metálicos con ligandos orgánicos. Pero aún queda mucho por desarrollar. España es una potencia en investigación sobre MOFs, aunque podríamos logar un avance significativamente mayor si la financiación de los centros públicos estuviera a la altura.

La posibilidad de crear materiales átomo a átomo, enlace a enlace, es el sueño de cualquier químico sintético. Como investigador en este campo, fue precisamente ese sueño el que capturó mi atención desde el inicio de mi carrera y me impulsó a dedicarme a él. Esa misma pasión la compartimos hoy todos los miembros de mi laboratorio, independientemente de su edad o formación previa, unidos por el mismo entusiasmo por construir la materia desde sus fundamentos. La idea de utilizar conceptos de construcción sencillos y accesibles, dotarlos de un lenguaje de diseño general y universal, y verlos transformarse en materiales con cavidades capaces de abordar múltiples desafíos, desde cosechar agua o capturar CO₂, hasta catalizar reacciones, eliminar contaminantes o separar moléculas, sigue resultando profundamente inspiradora. If you can imagine it, you can do it!

Mi más sincera enhorabuena a los profesores Omar Yaghi, Susumu Kitagawa y Richard Robson, no solo por crear un campo completamente nuevo en química, sino por mantener vivo el espíritu más puro de la ciencia: la capacidad de crear y descubrir materiales que ayuden a resolver los grandes retos de nuestra sociedad.