Nobel de Química 2025 premia criadores dos MOFs, materiais porosos que capturam CO₂ e coletam água do ar

A Academia Real Sueca de Ciências anunciou nesta quarta-feira (8) que o Prêmio Nobel de Química de 2025 foi concedido a Susumu Kitagawa, da Universidade de Kyoto (Japão), Richard Robson, da Universidade de Melbourne (Austrália), e Omar M. Yaghi, da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA).

O trio é responsável pelo desenvolvimento das estruturas metal-orgânicas, conhecidas pela sigla MOFs — metal-organic frameworks. Esses materiais formam redes cristalinas com grandes cavidades internas, capazes de aprisionar ou liberar moléculas específicas, como dióxido de carbono, vapor d’água ou gases industriais.

O prêmio é de 11 milhões de coroas suecas, o equivalente a cerca de R$ 5,7 milhões, a serem divididos igualmente entre os laureados.

O que são os MOFs

Os MOFs são formados pela combinação de íons metálicos — como cobre, zinco ou níquel — com moléculas orgânicas que funcionam como ligantes.

Esses blocos se organizam em estruturas tridimensionais, semelhantes a cristais, mas com poros e canais microscópicos que permitem a passagem e o armazenamento de gases e líquidos.

Em termos simples, trata-se de uma espécie de “esponja molecular”, com área interna gigantesca.
Um único grama de um MOF pode conter uma superfície equivalente a um campo de futebol.

Essa característica torna o material útil em aplicações que exigem armazenamento, separação ou captura de substâncias, como CO₂, hidrogênio, metano ou compostos tóxicos.

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O início da descoberta

O ponto de partida ocorreu em 1989, quando o australiano Richard Robson uniu íons de cobre a uma molécula de quatro braços, criando um cristal com grandes cavidades internas.

Na época, o resultado surpreendeu a comunidade científica, que acreditava que tais estruturas desabariam facilmente.

Nos anos seguintes, o japonês Susumu Kitagawa e o jordaniano-americano Omar Yaghi ampliaram o conceito.

Kitagawa demonstrou que gases poderiam entrar e sair dos canais, mantendo o cristal estável — e previu que os MOFs poderiam ser flexíveis, reagindo a mudanças de pressão ou temperatura.
Yaghi, por sua vez, criou versões altamente estáveis e introduziu o conceito de “síntese reticular”, que permite desenhar e construir MOFs com precisão, como peças de um Lego molecular.

Entre suas criações está o MOF-5, um dos materiais mais conhecidos do campo.
Mesmo vazio, ele pode ser aquecido a 300°C sem se desfazer, mantendo a estrutura e os poros intactos.

Aplicações práticas

Desde o início dos anos 2000, os MOFs se tornaram um dos campos mais dinâmicos da química de materiais.

Eles já são estudados para capturar dióxido de carbono (CO₂) de emissões industriais, armazenar hidrogênio e metano para combustíveis limpos, separar poluentes como os chamados “eternos” PFAS e até produzir água potável a partir do ar desértico.

Um dos exemplos mais citados vem do próprio grupo de Yaghi, que demonstrou em laboratório a capacidade de extrair água do ar seco do deserto do Arizona.
Durante a noite, o MOF absorve vapor d’água; com a luz do sol, libera gotas que podem ser coletadas.

Outro exemplo é o CALF-20, um MOF testado em fábricas no Canadá para captura de CO₂ em larga escala.
Também há modelos usados na indústria de semicondutores para controlar gases tóxicos durante a produção de chips.

Um novo tipo de material

Antes dos MOFs, os materiais porosos mais usados eram as zeólitas, compostos minerais de estrutura rígida.
A diferença é que as zeólitas têm composição fixa, enquanto os MOFs podem ser personalizados para diferentes funções, combinando metais e ligantes em praticamente infinitas configurações.

Essa flexibilidade abriu um novo ramo da ciência dos materiais, conhecido como “química reticular”, conceito introduzido por Yaghi.
Hoje, pesquisadores do mundo todo já criaram dezenas de milhares de MOFs com propriedades variadas — de absorver poluentes a armazenar energia.

Os laureados

Susumu Kitagawa, 74 anos, nasceu em Kyoto (Japão). É professor da Universidade de Kyoto e doutor pela mesma instituição.
Richard Robson, 88 anos, nasceu em Glusburn (Reino Unido) e é professor da Universidade de Melbourne.
Omar M. Yaghi, 60 anos, nasceu em Amã (Jordânia) e é professor da Universidade da Califórnia em Berkeley.

A Academia destacou que suas contribuições “criaram novos espaços para a química” e “abriram caminho para materiais sob medida com funções antes inimagináveis”.

Reconhecimento e futuro

De acordo com Heiner Linke, presidente do Comitê do Nobel de Química, “os MOFs têm enorme potencial e trazem oportunidades inéditas para criar materiais adaptados a necessidades específicas”.

Empresas de energia, meio ambiente e tecnologia já exploram usos comerciais para os MOFs.
Pesquisas atuais buscam reduzir custos de produção, aumentar a estabilidade térmica e integrar esses materiais a sistemas de energia limpa e tratamento de água.

A cerimônia de entrega do Nobel de Química está marcada para 10 de dezembro, em Estocolmo, aniversário de morte de Alfred Nobel.

Próximas divulgações

Quinta-feira (9): Nobel de Literatura
Sexta-feira (10): Nobel da Paz
13 de outubro: Nobel de Economia* — concedido pelo Banco Central da Suécia, não pela Fundação Nobel.