Penghargaan Nobel Kimia 2025: Para Arsitek Ruang Molekuler

Pada tanggal 8 Oktober 2025, Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia mengumumkan pemenang Hadiah Nobel Kimia tahun ini. Tiga ilmuwan terkemuka, yaitu Susumu Kitagawa, Richard Robson, dan Omar M. Yaghi, dianugerahi penghargaan bergengsi ini. Penghargaan ini diberikan sebagai pengakuan atas kontribusi mereka yang revolusioner dalam pengembangan kerangka logam-organik, atau yang lebih dikenal sebagai MOF (Metal-Organic Frameworks). Penemuan ini secara efektif membuka babak baru dalam bidang arsitektur molekuler.

Terobosan fundamental ini telah membuka cakrawala baru dalam sintesis dan desain material yang memiliki struktur berpori. Material-material ini menampilkan karakteristik fisik dan kimia yang sangat unik. Hadiah senilai 11 juta Krona Swedia akan dibagi rata di antara ketiga peraih penghargaan tersebut. Pencapaian ini menandai sebuah lompatan signifikan dalam kemampuan kita untuk merekayasa materi pada skala nano.

Inti dari inovasi ini terletak pada penciptaan struktur kristalin berpori. Dalam struktur ini, ion-ion logam bertindak sebagai titik penghubung vital yang dihubungkan oleh molekul-molekul organik yang panjang. Hasilnya adalah material dengan rongga internal yang sangat luas, memungkinkan pergerakan bebas gas dan senyawa kimia lainnya. Struktur ini dapat diibaratkan sebagai bangunan molekuler dengan ruang kosong yang dirancang secara presisi. Ketua Komite Nobel Kimia, Heiner Linke, pernah menyamakannya dengan tas Hermione dalam kisah Harry Potter—kecil dari luar, namun sangat lapang di dalamnya. Arsitektur yang dapat dikontrol pada tingkat molekuler ini menjadikan MOF sangat berharga di berbagai sektor ilmiah dan teknologi.

Perjalanan menuju penemuan ini melibatkan tahapan penting yang dilakukan oleh para peneliti. Konsep awal diletakkan oleh Richard Robson dari Universitas Melbourne pada tahun 1989, ketika ia berhasil menggabungkan ion tembaga dengan molekul organik, menghasilkan kristal yang berongga namun belum stabil. Periode antara 1992 hingga 2003 menjadi masa krusial bagi Susumu Kitagawa dari Universitas Kyoto, yang berhasil menunjukkan fleksibilitas MOF serta kemampuannya memfasilitasi aliran gas, sehingga memperluas potensi aplikasinya secara drastis.

Selanjutnya, Omar M. Yaghi dari Universitas California, Berkeley, memperkuat bidang ini dengan merancang struktur yang sangat stabil. Ia juga memperkenalkan terminologi 'kimia retikular' untuk mendeskripsikan pendekatan modular dalam desain MOF. Pada tahun 1999, Yaghi memamerkan MOF-5, sebuah material dengan porositas super tinggi yang mampu bertahan pada suhu hingga 300°C tanpa mengalami degradasi. Kontribusi kolektif mereka memungkinkan para ahli kimia merancang puluhan ribu variasi MOF yang berbeda.

Potensi aplikasi MOF sangat luas dan sejalan dengan tujuan mulia Alfred Nobel untuk memberikan manfaat terbesar bagi umat manusia. Material canggih ini kini dimanfaatkan untuk memanen air dari udara gurun, menangkap karbon dioksida—tindakan yang sangat penting untuk mitigasi iklim—serta memurnikan air dari polutan, termasuk pemisahan PFAS. Dalam bidang biomedis, MOF digunakan untuk sistem penghantaran obat yang ditargetkan.

Selain itu, MOF juga berperan penting dalam katalisis reaksi kimia, penyimpanan dan transportasi hidrogen, serta pengembangan sensor untuk mendeteksi zat beracun. Saat ini, segmen penyimpanan gas mendominasi pasar, menyumbang sekitar 40% dari total pasar pada tahun 2025. Hal ini menyoroti peran krusial MOF dalam menjamin keamanan energi, terutama dalam konteks penyimpanan hidrogen.

Pasar untuk kerangka logam-organik menunjukkan tren pertumbuhan yang eksplosif. Nilai pasar global pada tahun 2024 tercatat sekitar 0,51 miliar dolar AS, dengan proyeksi melonjak hingga 1,70 miliar dolar AS pada tahun 2030, menandakan Tingkat Pertumbuhan Tahunan Gabungan (CAGR) sebesar 22,1%. Saat ini, MOF berbasis seng memegang pangsa pasar signifikan, sekitar 27,8% pada tahun 2025, berkat fleksibilitasnya yang tinggi. Peningkatan permintaan terhadap teknologi ramah lingkungan dan munculnya aplikasi industri baru menjadi pendorong utama pertumbuhan ini.

Terlepas dari pengakuan tertinggi ini, Profesor Robson menunjukkan kerendahan hati yang luar biasa; ia dilaporkan kembali mengajar di kelas mahasiswa tahun pertama sehari setelah pengumuman. Tindakan ini menjadi pengingat bahwa penelitian mendasar dan transfer pengetahuan kepada generasi penerus adalah dua sisi mata uang yang sama. Inovasi material ini tidak hanya memajukan ilmu kimia tetapi juga menginspirasi para peneliti muda untuk mengeksplorasi inovasi interdisipliner.