रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार ऑर्गेनोमेटेलिक संरचनाओं के क्षेत्र में तीन लोगों को प्रदान किया गया

तीन वैज्ञानिकों के एक समूह को 2025 के रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया है, जो “मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क्स” के विकास के लिए है, जो एक प्रकार की आणविक वास्तुकला है जो विशाल मात्रा में स्थान को छोटी संरचनाओं में पैक करती है – जिसे समिति ने हैरी पॉटर उपन्यासों से हर्मायनी ग्रेंजर की हैंडबैग से तुलना की।
सुसुमु किटागावा, रिचर्ड रॉबसन और ओमार यागी इस पुरस्कार को अपनी क्रांतिकारी खोजों के लिए साझा करेंगे, जो ग्रह के कुछ सबसे दबावपूर्ण समस्याओं से निपटने में मदद कर सकती हैं, जैसे जलवायु परिवर्तन, जिसकी घोषणा नोबेल समिति ने बुधवार को स्वीडन के स्टॉकहोम में एक समारोह में की।

हाइनर लिंके, रसायन विज्ञान समिति के अध्यक्ष, ने कहा कि पुरस्कार विजेताओं की खोजों और अंतर्दृष्टि ने पूरी तरह से नए सामग्रियों को जन्म दिया है, जो “एक छोटे से आयतन में विशाल मात्रा में गैस स्टोर” कर सकती हैं।
लिंके ने इन सामग्रियों की तुलना हर्मायनी की हैंडबैग से की, जो बाहर से छोटी लगती है लेकिन अंदर बहुत बड़ी है। एक अन्य उपमा में, उन्होंने कहा कि ये सामग्रियां “एक होटल के कमरों की तरह काम करती हैं”, जहां बड़े समूहों के अणु प्रवेश और निकास कर सकते हैं, जैसे कि वे मेहमान हों।

समिति ने पुरस्कार विजेताओं की प्रशंसा की मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क्स (एमओएफ) के निर्माण के लिए, जो “रेगिस्तानी हवा से पानी निकालने, कार्बन डाइऑक्साइड को कैप्चर करने, विषैली गैसों को स्टोर करने या रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने” के लिए उपयोग की जा सकती हैं।

यागी, जो कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर हैं और जोर्डन में जन्मे हैं, एक उड़ान के रास्ते में थे जब उन्हें फोन आया कि वे नोबेल पुरस्कार विजेता हैं। उन्होंने कहा कि वे “हैरान, प्रसन्न और अभिभूत” हैं पुरस्कार जीतने पर।
“मेरे माता-पिता मुश्किल से पढ़ना या लिखना जानते थे। यह एक काफी लंबी यात्रा रही, विज्ञान इसे संभव बनाता है,” यागी ने बताया।
यागी और उनके कई भाई-बहन जोर्डन के अम्मान में एक ही कमरे में पले-बढ़े, बिना बिजली या बहते पानी के। स्कूल उनके लिए उनके अन्यथा चुनौतीपूर्ण जीवन से एक शरणस्थल था, समिति ने कहा।

“उपयोगी के उपयोगिता”

अब तक 100,000 से अधिक मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क्स की रिपोर्ट की गई है, जैसा कि किम जेल्फ्स, इम्पीरियल कॉलेज लंदन में रसायन विज्ञान की प्रोफेसर ने कहा।
“एमओएफ की अनुप्रयोग उनकी छिद्रपूर्णता पर आधारित हैं – एक ग्राम एमओएफ सामग्री अपनी छिद्रों में एक सतह रख सकती है जो एक फुटबॉल मैदान के आकार के बराबर है,” जेल्फ्स ने कहा।

इन नई सामग्रियों की उत्पत्ति तब हुई जब रॉबसन, जो ऑस्ट्रेलिया के मेलबर्न विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं, ने 1974 में छात्रों को अणु संरचनाओं के बारे में पढ़ाया, जिसमें उन्होंने लकड़ी के गोले को परमाणुओं के मॉडल के रूप में बनाया।
लकड़ी के गोलों में छेद कहां ड्रिल करने का फैसला करते हुए, रॉबसन ने महसूस किया कि छेदों की स्थिति पर रासायनिक जानकारी की एक बड़ी मात्रा निर्भर करती है। उन्होंने सोचा कि अगर वे एकल परमाणुओं के बजाय विभिन्न प्रकार के अणुओं को जोड़ते हैं तो क्या होगा, और क्या इससे नई प्रकार की सामग्रियों का निर्माण हो सकता है।

हालांकि रॉबसन को अपनी सिद्धांत को परीक्षण करने में एक दशक से अधिक समय लगा, लेकिन 1980 के दशक में उनके प्रयोगों ने साबित किया कि उनका संदेह सही था। तांबे का उपयोग करते हुए, रॉबसन ने दिखाया कि अणु एक नियमित अणु संरचना में संगठित हो जाते हैं – जैसे कि कार्बन परमाणु एक साथ आकर हीरा बनाते हैं।
लेकिन हीरे के विपरीत, जहां अणु संरचना अत्यंत कॉम्पैक्ट होती है, रॉबसन की सामग्री में बड़ी संख्या में बड़े खोखले स्थान थे, जो संकेत देते थे कि इससे नई सामग्रियों का निर्माण हो सकता है।

किटागावा, जो जापान के क्योटो विश्वविद्यालय में प्रोफेसर हैं, ने रॉबसन की अंतर्दृष्टि पर निर्माण किया। शुरू में किटागावा इन सामग्रियों के व्यावहारिक अनुप्रयोगों से आश्वस्त नहीं थे, लेकिन समिति ने कहा कि रसायनशास्त्री ने अपनी करियर को “उपयोगी के उपयोगिता” की खोज से निर्देशित किया। किटागावा ने छिद्रपूर्ण अणु संरचनाओं के निर्माण की क्षमता का अन्वेषण शुरू किया और 1992 में अपनी पहली प्रस्तुत की। तब भी अनुसंधान फंडिंग देने वाले विशेष रूप से प्रभावित नहीं हुए।

सिर्फ 1997 में किटागावा ने अपना पहला बड़ा सफलता हासिल की, जब उन्होंने एक नया अणु विकसित किया जो मीथेन, नाइट्रोजन और ऑक्सीजन को अवशोषित और मुक्त कर सकता था।
इस बीच, यागी – जो 15 वर्ष की आयु में जोर्डन से अमेरिका चले गए – ने एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी में किटागावा और रॉबसन के अनुसंधान का उपयोग करके एक पूरी तरह से नया मेटल-ऑर्गेनिक फ्रेमवर्क, एमओएफ-5 विकसित किया, जिसे समिति ने रसायन विज्ञान के क्षेत्र में “क्लासिक” कहा। भले ही यह खाली हो, यह संरचना 570 डिग्री फारेनहाइट (300 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म की जा सकती है बिना ढहने के।

रेगिस्तानी हवा से पानी सोखना

इतने छोटे स्थान में विशाल संख्या में खोखले स्थानों को समाहित करने की क्षमता ने यागी के अनुसंधान समूह को एरिज़ोना की रेगिस्तानी हवा से पानी सोखने में सक्षम बनाया।
“रात में उनका एमओएफ सामग्री हवा से जलवाष्प को कैप्चर करती। जब भोर आती और सूरज सामग्री को गर्म करता, तो वे पानी इकट्ठा कर सकते थे,” समिति ने कहा।

पुरस्कार विजेताओं के अनुसंधान ने वास्तविक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान की है और जलवायु परिवर्तन से निपटने का एक रास्ता प्रदान कर सकता है, जिसमें वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड को कैप्चर करना शामिल है। अन्य अनुप्रयोगों में पानी से “स्थायी रसायनों” को हटाना और पर्यावरण में फार्मास्यूटिकल्स के ट्रेस को विघटित करना शामिल है।
“सैद्धांतिक रूप से, कोई कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित कर सकता है और फिर इसे वातावरण में मुक्त करने के बजाय एक उपकरण में इकट्ठा कर सकता है,” स्वीडन के लुंड विश्वविद्यालय में भौतिक रसायन की प्रोफेसर सारा स्नोगेरुप ने कहा। “यह एक मजबूत आशा है… लेकिन निश्चित रूप से इसे वास्तव में बड़े पैमाने पर लागू करना होगा।”

पिछले वर्ष पुरस्कार तीन वैज्ञानिकों को दिया गया था, जिन्होंने कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करके लगभग सभी ज्ञात प्रोटीनों के कोड को “क्रैक” किया, जो “जीवन के रासायनिक उपकरण” हैं। उनमें से एक थे डेमिस हसाबिस, लंदन में गूगल डीपमाइंड के सीईओ, जिनके कार्य ने एक एआई मॉडल विकसित करने में मदद की जो प्रोटीनों की जटिल संरचनाओं की भविष्यवाणी करता है – एक समस्या जो 50 वर्षों से अनसुलझी थी।
2023 में तीन शोधकर्ताओं ने पुरस्कार साझा किया, जो क्वांटम डॉट्स की खोज और विकास पर काम कर रहे थे, जो एलईडी लाइट्स और टीवी स्क्रीन में उपयोग होते हैं, साथ ही सर्जनों द्वारा कैंसर ऊतक को हटाने में।
पुरस्कार के साथ 11 मिलियन स्वीडिश क्रोना (1 मिलियन अमेरिकी डॉलर) का नकद पुरस्कार आता है।