Tiga ilmuwan telah dianugerahi Hadiah Nobel Kimia 2025 karena karya luar biasa mereka dalam menciptakan dan mengembangkan material molekular baru yang dikenal sebagai Metal-Organic Frameworks (MOF). Penemuan ini dianggap sebagai lompatan besar dalam ilmu kimia dan memiliki potensi untuk mengatasi berbagai tantangan lingkungan saat ini.
Ketiga ilmuwan, Susumu Kitagawa, Richard Robson, dan Omar Yaghi, telah berkontribusi secara signifikan terhadap penelitian ini. Karya mereka telah membuka pintu untuk inovasi lebih lanjut dalam berbagai aplikasi praktis yang bisa bermanfaat bagi umat manusia.
Komite Nobel menghargai ketiganya berkat kontribusi yang dianggap penting dalam memberi kesempatan kepada para ilmuwan untuk menanggulangi tantangan dalam bidang material kimia. Ini merupakan sebuah langkah maju yang berpotensi mengubah banyak aspek kehidupan sehari-hari.
Metal-Organic Frameworks, sebagai material baru, memiliki struktur yang unik dan porous. Hal ini memungkinkan molekul-molekul lainnya untuk masuk dan keluar dengan mudah, mirip dengan ruang tamu di hotel yang dapat menerima tamu dari berbagai latar belakang.
Heiner Linke, ketua Komite Nobel Kimia, mengibaratkan penemuan ini serupa dengan kantong ajaib di novel Harry Potter, yang terlihat kecil namun menyimpan banyak barang di dalamnya. Struktur ini memungkinkan penyimpanan gas dalam volume yang sangat kecil, membuka banyak kemungkinan baru di bidang riset dan industri.
“Bahan ini bisa menyimpan sejumlah besar gas dalam volume yang sangat kecil,” ujar Linke, menjelaskan potensi besar yang dimiliki oleh MOF. Struktur molekuler yang diciptakan memungkinkan aliran gas dan bahan kimia, yang berpotensi menghadirkan solusi atas banyak permasalahan kontemporer.
Proses Penelitian dan Terobosan Ilmiah yang Menarik
Penemuan MOF berawal dari eksperimen yang dilakukan Richard Robson pada tahun 1974. Robson, seorang profesor di Universitas Melbourne, mengajarkan mahasiswa tentang struktur molekuler dengan menggunakan model bola kayu. Ketika memilih titik untuk membuat lubang, ia menyadari bahwa banyak informasi kimia bergantung pada posisi lubang tersebut.
Hal ini memicu pemikirannya untuk mengeksplorasi kemungkinan menghubungkan berbagai molekul. Ia penasaran apakah metode ini bisa menciptakan struktur baru yang lebih kompleks dan berpotensi memiliki aplikasi yang bermanfaat. Meskipun menghabiskan lebih dari satu dekade untuk mengeksplorasi teorinya, hasil percobaannya di tahun 1980-an membuktikan bahwa dugaan tersebut benar.
Dengan menggunakan tembaga, Robson berhasil menunjukkan bagaimana molekul-molekul bisa mengatur diri mereka dalam struktur yang teratur. Hal ini berbeda dengan cara atom karbon membentuk berlian, di mana MOF menciptakan rongga besar di dalam strukturnya, menawarkan potensi yang lebih luas untuk aplikasi baru.
Melanjutkan karya Robson, Susumu Kitagawa, profesor di Universitas Kyoto Jepang, berupaya menemukan nilai praktis dari penemuan ini. Dia mengalami skeptisisme dari pendana ketika mempresentasikan hasil penelitiannya, namun pada tahun 1997, penemuan terobosannya membuka jalan bagi molekul baru yang mampu menyerap dan melepaskan gas seperti metana, nitrogen, dan oksigen.
Kontribusi Omar Yaghi dalam Mengembangkan MOF
Omar Yaghi, seorang profesor di Arizona State University asal Yordania, juga berperan penting dalam penelitian ini. Ia menggunakan hasil penelitian sebelumnya oleh Kitagawa dan Robson untuk menciptakan kerangka logam-organik MOF-5 yang inovatif. Struktur ini dikenal sebagai pencapaian klasik dalam bidang kimia.
MOF-5 memiliki kekuatan luar biasa; meski dalam keadaan kosong, dapat dipanaskan hingga 300 derajat Celsius tanpa mengalami kerusakan. Hal ini menunjukkan ketahanan dan keberlanjutan struktur tersebut, menjadikannya ideal untuk berbagai aplikasi di industri.
Yaghi dan timnya juga menemukan cara unik untuk menyerap air dari udara gurun Arizona menggunakan material ini. Ketika suhu malam yang dingin menangkap uap air, saat pagi tiba, MOF-5 dapat dengan mudah mengumpulkan air tersebut ketika terkena sinar matahari.
Inovasi ini membawa harapan baru bagi daerah dengan sumber daya air terbatas dan menjadi salah satu aplikasi praktis dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh ketiga ilmuwan ini. Keberhasilan ini menambah cakrawala baru dalam pemahaman dan pemanfaatan material di bidang yang berhubungan dengan lingkungan.
Penerapan MOF dalam Mengatasi Permasalahan Lingkungan
Penelitian ini tidak hanya berfokus pada penemuan material baru, tetapi juga memberikan berbagai solusi nyata terhadap isu-isu lingkungan yang sedang dihadapi. Proyek yang menggunakan MOF berpotensi membantu mengatasi perubahan iklim dengan cara mengumpulkan karbon dioksida dari atmosfer.
Selain itu, MOF juga dapat digunakan untuk menghilangkan bahan kimia berbahaya dari air, serta memecah jejak farmasi yang sulit terurai di lingkungan. Material ini menawarkan sebuah perspektif baru mengenai bagaimana ilmu pengetahuan dapat berkontribusi untuk menjaga planet kita.
Hadiah Nobel Kimia 2025 tidak hanya menghargai pencapaian ilmiah yang luar biasa, tetapi juga menyiratkan pentingnya penelitian yang bertanggung jawab dan berkelanjutan. Dengan hadiah uang sebesar 11 juta kronor Swedia, penghargaan ini diharapkan dapat memotivasi ilmuwan lain untuk terus berinovasi dan menciptakan solusi baru untuk masa depan yang lebih baik.
Ketiga ilmuwan tersebut telah membuktikan bahwa kombinasi antara keingintahuan, penelitian yang tekun, dan kolaborasi yang baik dapat menghasilkan sesuatu yang luar biasa. Karya mereka tidak hanya memberikan dampak di dunia akademis, tetapi juga memiliki implikasi jauh lebih luas bagi kemanusiaan dan planet kita.
