Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar Yaghi ont été honorés pour le développement de structures métallo-organiques, des matériaux poreux capables de capter l'eau ou les polluants.
Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar Yaghi sont les lauréats du prix Nobel de chimie 2025
Le prix Nobel de chimie 2025 a été attribué à Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar Yaghi pour le développement de matériaux remplis de cavités capables de stocker et de libérer des gaz tels que le dioxyde de carbone, appelés structures métallo-organiques.
« Une petite quantité de ce type de matériau peut ressembler presque au sac à main d'Hermione dans Harry Potter« , a déclaré Heiner Linke, président du comité Nobel de chimie. « Il peut stocker d'énormes quantités de gaz dans un volume minuscule. »
Des dizaines de milliers de structures métallo-organiques différentes ont maintenant été créées. Ils ont de nombreuses applications potentielles, allant de la capture du CO2 dans les cheminées pour nettoyer à jamais les produits chimiques et récupérer l'eau de l'air.
À la fin des années 1980, Richard Robson de l’Université de Melbourne en Australie s’est inspiré de la structure ordonnée des diamants pour créer les premières structures métallo-organiques. Robson s'est rendu compte qu'il pourrait être possible d'utiliser des ions métalliques comme nœuds et de les relier entre eux avec des molécules à base de carbone ou organiques.
Lorsque les ions métalliques et les molécules organiques sont mélangés, ils s’auto-assemblent en structures ordonnées. Alors que les cavités dans l’armature en diamant sont petites, les cavités dans les armatures métallo-organiques peuvent être beaucoup plus grandes.
Les cavités des structures métallo-organiques créées par Robson étaient remplies d'eau. C'est Susumu Kitagawa de l'Université de Kyoto au Japon qui a été le premier à créer un cadre suffisamment stable pour être séché et qui a réussi à remplir les cavités vides de gaz.
« Il a montré que les gaz pouvaient être captés, absorbés par le matériau, et pouvaient également être libérés du matériau », a déclaré Olof Ramström, membre du comité Nobel de chimie.
Kitagawa a également créé des structures métallo-organiques qui changent de forme lorsque des gaz sont ajoutés ou supprimés.
Omar Yaghi, de l'Université de Californie à Berkeley, a réussi à créer des structures encore plus stables en utilisant des amas d'ions métalliques contenant du zinc et de l'oxygène, ainsi que des lieurs contenant des groupes carboxylates.
« C'est un cadre étonnant car il était très stable. Il était stable jusqu'à 300 degrés Celsius », a déclaré Ramström. « Mais ce qui est encore plus remarquable, c'est qu'il contient une surface énorme. Ainsi, quelques grammes seulement de ce matériau poreux, à peu près l'équivalent d'un petit morceau de sucre, contiennent autant de surface qu'un grand terrain de football qui fait plusieurs milliers de mètres carrés. »
Yaghi a également montré que les cavités de ces matériaux peuvent être agrandies, simplement en allongeant les lieurs.
Après ces avancées fondamentales, le domaine a évolué très rapidement, a déclaré Ramström. «Nous voyons de nouveaux cadres métallo-organiques développés presque chaque jour.»
