Le prix Nobel de chimie 2025 a été décerné pour le développement de structures métallo-organiques : des structures moléculaires comportant de grands espaces en leur sein, capables de capturer et de stocker des gaz et d'autres produits chimiques.
Le prix est partagé par Susumu Kitagawa de l'Université de Kyoto, Omar M. Yaghi de l'Université de Californie à Berkeley et un professeur australien, Richard Robson de l'Université de Melbourne.
Robson a découvert pour la première fois les structures métallo-organiques, connues sous le nom de MOF, en 1989, avec son proche collaborateur Bernard Hoskins.
À une époque où la valeur de la recherche est remise en question, l'histoire de Robson est un puissant rappel de la manière dont la recherche scientifique conduit à un impact concret après des années d'efforts et de soutien soutenus.
Une connexion personnelle
Comme beaucoup d’autres scientifiques australiens, j’ai été inspiré par le professeur Richard Robson pour poursuivre mes recherches sur les MOF. Il travaille toujours dans le laboratoire à près de 90 ans, encadrant des étudiants, enseignant et collaborant avec beaucoup d'entre nous. Cette reconnaissance honore les décennies de dévouement de Richard en tant que chercheur et éducateur en coordination et en chimie inorganique.
J'ai eu la grande chance de compter parmi ses nombreux collaborateurs et il a laissé une marque indélébile. Avec Richard et son proche collègue, Richard Abrahams, professeur à l'Université de Melbourne, nous avons exploré comment les électrons se déplacent à l'intérieur des MOF.
En tant que jeunes chimistes, nous avons découvert la découverte de Richard pour la première fois lors de cours de premier cycle. C'est une histoire inspirante sur le lien profond entre l'enseignement et la recherche dans nos universités.
Bien que les travaux qui ont conduit à ces matériaux relèvent de la science fondamentale, les réalisations de Richard montrent que la recherche approfondie et motivée par la curiosité a des impacts concrets d'une importance cruciale.
Ce qui a commencé comme une curiosité scientifique pour Richard alors qu'il préparait des modèles de produits chimiques à démontrer à ses étudiants en chimie de premier cycle, s'est transformé en une innovation transformatrice. Les MOF contribuent désormais à résoudre certains des plus grands défis mondiaux, du captage des gaz à effet de serre à l'administration de médicaments et à l'imagerie médicale.
Alors, que sont les MOF ?
Les structures métallo-organiques sont des matériaux cristallins incroyablement poreux constitués d’ions métalliques, liés par des ponts organiques.
Pensez à une éponge dont les trous sont à l’échelle atomique. Une cuillère à café de l’un de ces matériaux peut avoir la surface d’un terrain de football.
Les formes, les tailles et la fonctionnalité de ces minuscules pores peuvent être modifiées, un peu comme un architecte conçoit un bâtiment où les pièces ont chacune des fonctions différentes et peuvent accomplir des tâches différentes.
Il existe aujourd’hui des dizaines de milliers de MOF. Certains sont utilisés pour capter l’eau de l’air du désert. D’autres ont été conçus pour éliminer de l’atmosphère les gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone. D'autres encore peuvent nettoyer les cours d'eau de la Terre en capturant et en éliminant les produits chimiques potentiellement nocifs.
Le long chemin vers des applications concrètes
Bien que certaines entreprises mettent désormais à l’échelle les MOF pour aider à résoudre des problèmes mondiaux majeurs, Richard a commencé ce travail il y a plusieurs décennies.
En 2018, lors d'une conférence plénière lors de la 6e conférence mondiale sur les MOF à Auckland, en Nouvelle-Zélande, il a décrit comment il préparait des modèles moléculaires pour une conférence lorsque l'idée lui est venue.
Richard a estimé que les ions métalliques tels que le cuivre pourraient être connectés de manière systématique et contrôlée à d'autres atomes tels que le carbone et l'azote en utilisant la chimie de coordination. C'est essentiellement comme le Lego moléculaire, où une pièce ne peut s'emboîter dans l'autre que d'une manière particulière.
Avec son collègue Bernard Hoskins, ils reconnurent que la structure géométrique était ordonnée et contenait d'innombrables cavités. Au cours de la décennie suivante, Kitagawa et Yaghi, lauréats du prix Nobel, ont fait des découvertes ultérieures qui ont montré comment ces matériaux pouvaient être rendus stables et conçus de manière contrôlée.
Parmi les dizaines de milliers de MOF actuellement connus, un certain nombre sont en passe d’être utilisés commercialement. Par exemple, le travail de Richard avec Brendan Abrahams a montré que ces matériaux peuvent éliminer les excès de gaz à effet de serre anesthésiques des salles d'opération. Ces gaz à effet de serre sont des dizaines de milliers de fois plus puissants que le dioxyde de carbone.
Les MOF sont également utilisés pour extraire l’eau de l’air, ce qui est particulièrement important dans les environnements secs et arides où l’eau est rare.
À une époque où l'Australie débat de la contribution de la recherche, de la valeur de l'enseignement supérieur et des universités et de la manière d'augmenter la productivité, l'héritage de Richard met en évidence la valeur profonde de l'éducation et de la recherche, ainsi que la façon dont elles sont profondément interconnectées.
Mais pour véritablement prospérer, ils ont besoin d’un soutien soutenu sur de nombreuses années, bien au-delà de l’horizon à court terme des cycles politiques.
La science fondamentale, souvent motivée par la curiosité et sans application immédiate, jette les bases de percées qui peuvent aider à résoudre les défis urgents auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui et ceux à venir.
Richard Robson rejoint désormais 11 autres scientifiques australiens dont les travaux ont été récompensés par un prix Nobel. Tous les Australiens peuvent être très fiers des réalisations de Richard sur la scène mondiale.
