Tiga ilmuwan baru saja menerima penghargaan bergengsi dalam dunia sains, yaitu Hadiah Nobel Kimia tahun 2025. Mereka dianugerahi penghargaan ini berkat inovasi luar biasa dalam menciptakan dan mengembangkan material molekular baru yang dikenal sebagai Metal-Organic Frameworks (MOF).
Ilmuwan yang mendapatkan penghargaan tersebut adalah Susumu Kitagawa, Richard Robson, dan Omar Yaghi. Masing-masing dari mereka berkontribusi dalam penelitian yang membuka jalan bagi pengembangan material canggih dalam bidang kimia.
Menurut Komite Nobel, pencapaian para ilmuwan ini memberikan peluang baru bagi dunia penelitian, terutama dalam mengatasi beragam tantangan yang ada di bidang kimia. Material yang mereka ciptakan, MOF, merupakan struktur molekular yang memiliki kompleksitas tinggi.
Pada artikel ini, kita akan membahas lebih dalam mengenai pencapaian ketiga ilmuwan tersebut dan apa saja aplikasi praktis dari penemuan ini. Dengan adanya inovasi baru ini, kemungkinan baru dalam riset dan aplikasi di industri pun semakin terbuka.
Penjelasan tentang Metal-Organic Frameworks (MOF)
Metal-Organic Frameworks (MOF) adalah material yang terdiri dari ion logam dan molekul organik yang membentuk struktur berongga. Jenis struktur ini memungkinkan MOF memiliki ruang besar di dalamnya, mirip dengan prinsip dasar arsitektur yang memanfaatkan ruang secara efisien.
Pada dasarnya, MOF dapat menyimpan berbagai jenis gas dengan efisiensi yang tinggi. Kelebihan ini menjadikan MOF sangat berpotensi untuk digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari penyimpanan energi hingga pemisahan gas.
Dengan struktur yang sangat teratur, MOF juga dapat dikustomisasi untuk memenuhi kebutuhan spesifik. Peneliti dapat mengubah komposisi bahan untuk mendapatkan sifat fisik dan kimia yang diinginkan.
Selain itu, MOF juga sangat ringan dan memiliki luas permukaan yang besar. Ini membuatnya ideal untuk digunakan dalam teknologi penyimpanan dan pemisahan yang memerlukan efisiensi tinggi.
Dalam konteks keberlanjutan, MOF menawarkan solusi untuk masalah lingkungan, termasuk penanganan emisi gas rumah kaca. Dengan cara ini, penemuan ini dapat berkontribusi dalam upaya mengatasi perubahan iklim.
Sejarah Penemuan dan Pengembangan MOF
Pemikiran awal mengenai MOF dimulai pada tahun 1974 oleh Richard Robson. Saat itu, ia sedang mengajarkan mahasiswa mengenai struktur molekul menggunakan bola kayu sebagai model atom.
Robson menyadari bahwa posisi lubang yang dibuat pada bola kayu sangat berpengaruh terhadap informasi kimia yang dihasilkan. Dari sinilah timbul pertanyaan mengenai kemungkinan menghubungkan berbagai jenis molekul untuk menciptakan bahan baru.
Dalam perjalanan eksperimen, Robson menunjukkan bahwa molekul-molekul dapat saling mengatur dalam struktur yang teratur, mirip dengan bagaimana atom karbon membentuk berlian. Penemuan ini membuka jalan bagi pengembangan MOF yang lebih terorganisir.
Susumu Kitagawa kemudian melanjutkan penelitian Robson dengan fokus pada pencarian kegunaan praktis dari struktur molekular tersebut. Meskipun tidak langsung mendapatkan pengakuan, Kitagawa terus-menerus mencari potensi dalam penelitian yang tampaknya tidak bermanfaat.
Kitagawa akhirnya berhasil menyajikan struktur molekular berpori pertama pada tahun 1992 dan pada tahun 1997, terobosan yang lebih besar dicapai dengan menemukan molekul yang dapat menyerap dan melepaskan gas.
Aplikasi Praktis dari Penemuan MOF
Inovasi yang dihasilkan dari penelitian ketiga ilmuwan ini tidak hanya berharga dalam konteks akademis, tetapi juga memiliki aplikasi praktis yang luas. Salah satu aplikasi utama adalah dalam penyimpanan gas beracun dan pemisahan karbon dioksida dari atmosfer.
MOF dapat digunakan untuk memanen air dari lingkungan yang kering, seperti gurun. Pada malam hari, MOF akan menangkap uap air dan ketika suhu meningkat di siang hari, air dapat dihasilkan dengan memanaskan bahan tersebut.
Selain itu, dengan kemampuannya dalam menyerap zat berbahaya, MOF sangat berguna dalam menghilangkan bahan kimia yang sulit terurai dari air, serta menetralkan jejak kimia farmasi yang mencemari lingkungan.
Di bidang energi, potensi MOF dalam penyimpanan hidrogen diperhitungkan untuk memungkinkan penggunaan energi terbarukan secara lebih efisien. Inovasi ini menjanjikan masa depan yang lebih bersih dan berkelanjutan.
Seiring dengan keberagaman aplikasinya, penemuan MOF juga menandai langkah maju dalam penelitian kimia yang dapat berdampak positif bagi berbagai sektor, jika diterapkan secara tepat.
