Nobelpreis für Chemie 2025: Wegbereiter der MOFs – Kitagawa, Robson und Yaghi geehrt

Die Verleihung des Nobelpreises für Chemie am 8. Oktober 2025 würdigte die bahnbrechende Entwicklung der Metall-Organischen Gerüstverbindungen (MOFs) durch Professor Susumu Kitagawa, Richard Robson und Omar M. Yaghi. Diese Auszeichnung ehrt ihre grundlegenden Beiträge zur Schaffung einer neuartigen molekularen Architektur, die das Potenzial besitzt, fundamentale globale Herausforderungen neu zu definieren.

Professor Kitagawa, geboren 1951 in Kyoto, ist aktuell Executive Vice-President sowie Distinguished Professor an der Universität Kyoto. Er ist damit der neunte japanische Nobelpreisträger in Chemie und folgte auf Shimon Sakaguchi, der in diesem Jahr den Nobelpreis für Medizin erhielt. Die Essenz dieser Errungenschaft liegt in der Erschaffung hochporöser, kristalliner Strukturen, die aus Metallionen als Knotenpunkten und organischen Molekülen als Linkern aufgebaut sind. Kitagawas entscheidender Durchbruch, der seine Forschung maßgeblich vorantrieb, ereignete sich 1989 an der Kindai University, als er das Prinzip der Erzeugung poröser Materialien durch die Kombination von Metallen und organischen Verbindungen erkannte.

Die Bedeutung der MOFs liegt in ihrer beispiellosen Modularität und den gigantischen inneren Oberflächen, die die höchsten aller bekannten Materialien erreichen können. Diese Eigenschaften sind direkte Katalysatoren für positive Veränderungen: Die Fähigkeit, Gase mit hoher Dichte zu speichern, eröffnet Horizonte für die Energiespeicherung, insbesondere bei Wasserstoff für umweltfreundliche Antriebe. Darüber hinaus werden MOFs zur effektiven Abscheidung von Kohlendioxid (CO₂) aus der Atmosphäre sowie zur Reinigung von Wasser von Schadstoffen eingesetzt. Richard Robson erzeugte die ersten MOF-ähnlichen Kristalle mit zahlreichen Hohlräumen, wenngleich diese anfangs instabil waren. Professor Yaghi trug maßgeblich zur Stabilität und rationalen Gestaltung dieser Strukturen bei.

Die Forschung an diesen „kristallinen Schwämmen“ zeigt, wie durch die bewusste Gestaltung von Bausteinen – dem Tauschen von Metallknoten und organischen Streben – Materialien mit maßgeschneiderten Funktionen entstehen. Forscher können beispielsweise die Porengröße exakt bestimmen, um nur Moleküle einer bestimmten Dimension passieren zu lassen, was eine hohe Selektivität bei Trennprozessen ermöglicht. Die Universität Kyoto sieht in diesen Entdeckungen die Grundlage für radikale Innovationen in der Materialwissenschaft, die weitreichende Implikationen für Wissenschaft und Industrie mit sich bringen.