Prix ​​Nobel de chimie 2025 à Kitagawa, Robson et Yaghi pour les molécules qui captent l'eau de l'air du désert

Les trois scientifiques ont développé des matériaux poreux capables de capter l'eau de l'air des déserts, de stocker le CO₂ et d'ouvrir de nouvelles opportunités pour relever les défis environnementaux tels que la sécheresse, la pollution et la contamination par les PFAS.

Un Nobel tourné vers l’avenir de la chimie et, surtout, vers la durabilité. L’Académie royale des sciences de Suède a décerné le prix Nobel de chimie 2025 à Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar M. Yaghi « pour le développement de structures métallo-organiques », mieux connues sous le nom de MOF (Metal-Organic Frameworks). Ces architectures moléculaires, invisibles à l’œil nu mais dotées d’un potentiel extraordinaire, pourraient changer la manière dont nous abordons les problèmes mondiaux tels que la pénurie d’eau et les émissions de CO₂.

Comment fonctionnent les MOF

Les MOF sont des matériaux poreux dans lesquels les ions métalliques agissent comme des piliers reliés par des molécules organiques. Leur structure forme une sorte de réseau cristallin rempli de cavités, capable de piéger, séparer ou stocker des molécules gazeuses et liquides. « Les structures métallo-organiques ont un potentiel énorme, offrant des opportunités inattendues pour des matériaux personnalisés dotés de nouvelles fonctions », a déclaré Heiner Linke, président du Comité Nobel de chimie, dans le communiqué officiel.

Le point de départ remonte à 1989, lorsque Richard Robson, de l'Université de Melbourne, a expérimenté une nouvelle façon de combiner des ions cuivre avec une molécule à quatre bras. Le résultat fut un cristal stable et spacieux, « comme un diamant rempli d’innombrables cavités », qui ouvra la voie à une chimie entièrement nouvelle. Mais le matériau était instable : il fallait des fondations plus solides.

Dans les années suivantes, Susumu Kitagawa, de l'Université de Kyoto, et Omar M. Yaghi, aujourd'hui à Berkeley, perfectionnèrent sa construction. Kitagawa a démontré que les gaz pouvaient entrer et sortir de ces structures, tandis que Yaghi a créé le premier MOF stable et modifiable. Grâce à leurs connaissances, la chimie des matériaux est entrée dans une nouvelle ère : il existe aujourd’hui des dizaines de milliers de MOF différents, chacun avec des fonctions adaptées.

Applications des MOF

Certains MOF peuvent capter le dioxyde de carbone directement de l'air ou des fumées industrielles ; d’autres sont capables d’extraire l’eau de l’humidité du désert, de stocker des gaz toxiques ou encore de dégrader des micropolluants tels que les PFAS et les résidus de médicaments présents dans l’eau. Une frontière qui entremêle chimie, technologie et environnement.

Il ne s’agit pas seulement d’une découverte en laboratoire. Ces matériaux poreux pourraient devenir des alliés essentiels dans la transition écologique : des filtres plus efficaces, des procédés chimiques à faible impact et des systèmes de captage du carbone sont déjà testés. « Ils ont créé des structures moléculaires avec de grands espaces à travers lesquels les gaz et autres produits chimiques peuvent circuler », explique l'Académie dans son communiqué. Dans ces espaces, invisibles mais très puissants, une partie de la réponse à la crise climatique pourrait être cachée.

Source: Académie royale des sciences de Suède