Tahun 2025 kembali menjadi momen bersejarah bagi dunia kimia, di mana tiga ilmuwan tak hanya diakui, tetapi juga diabadikan dalam sejarah berkat inovasi mereka yang revolusioner. Mereka adalah Susumu Kitagawa, Richard Robson, dan Omar Yaghi, yang masing-masing berkontribusi pada pengembangan material molekular baru yang dikenal sebagai Metal-Organic Frameworks (MOF).
Penghargaan tersebut, Hadiah Nobel Kimia, merupakan pengakuan atas dedikasi dan penelitian mendalam yang dilakukan ketiga ilmuwan tersebut. Melalui pencapaian ini, mereka membuka jalan bagi kemajuan yang lebih luas dalam bidang kimia.
MOF adalah inovasi yang dapat diibaratkan sebagai arsitektur molekular yang unik, berfungsi sebagai struktur pemisah dan penyimpanan gas secara efisien. Penemuan ini memungkinkan pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana molekul berinteraksi satu sama lain.
Komite Nobel menyatakan bahwa pencapaian ketiga ilmuwan tersebut memberi peluang baru bagi peneliti kimia untuk menggali solusi atas berbagai tantangan yang ada. Merekalah yang berhasil memunculkan ide-ide segar dan aplikatif dalam dunia penelitian.
Pentingnya Metal-Organic Frameworks dalam Penelitian Modern
MOF mengedepankan konsep ruang besar yang mampu menampung molekul-molekul tamu, mirip seperti kamar di hotel yang dapat diakses oleh penghuninya. Hal ini menjadikan MOF sangat berharga dalam penelitian di berbagai bidang, di antaranya penyimpanan gas beracun dan pengendalian polusi.
Ketua Komite Nobel Kimia, Heiner Linke, menggambarkan penemuan ini dengan analogi khas dari dunia fiksi, yakni tas ajaib milik Hermione Granger dalam cerita Harry Potter. Meskipun tampak kecil, tas tersebut dapat menyimpan banyak barang, sama halnya dengan MOF yang mampu menyimpan banyak gas dalam volume kecil.
Kemampuan MOF untuk berfungsi sebagai penyimpan dan pemisah gas dan cairan dapat menjadi solusi potensial untuk berbagai masalah lingkungan. Ini mencakup pengurangan emisi karbon dioksida yang berkontribusi pada perubahan iklim.
Komite Nobel juga menyoroti bahwa konstruk molekuler yang dihasilkan oleh para ilmuwan tersebut tidak hanya inovatif tetapi juga aplikatif. Dari memanen air hingga menangkap gas beracun, MOF membuka peluang baru dalam inovasi teknologi ramah lingkungan.
Perjalanan Penelitian Menuju Penemuan MOF
Awal dari penemuan ini dimulai pada tahun 1974, di mana Richard Robson mencoba menjelaskan konsep struktur molekuler kepada mahasiswanya. Dari pengalaman ini, ia mulai berandai-andai tentang kemungkinan menghubungkan berbagai macam molekul, dan bagaimana hal ini dapat berkontribusi pada penciptaan material baru.
Robson menghabiskan lebih dari sepuluh tahun untuk menguji teorinya, hingga akhirnya pada tahun 1980-an, ia berhasil membuktikan kebenaran hipotesisnya. Selama eksperimen tersebut, ia menemukan bahwa molekul-molekul yang didapat mengatur dirinya sendiri dalam struktur teratur yang memiliki rongga besar.
Berbeda dengan berlian yang memiliki struktur padat, hasil penelitian Robson menunjukkan bahwa material baru ini bisa menyimpan ruang yang banyak. Ini adalah langkah awal dalam menciptakan bahan-bahan yang belum pernah ada sebelumnya.
Sementara itu, Susumu Kitagawa melanjutkan perjalanan penelitian ini dan menjadi pelopor dalam pengembangan MOF. Meskipun awalnya skeptis, ia terus mengupayakan kegunaan praktis dari struktur berpori yang ia ciptakan.
Dalam presentasi pada tahun 1992, ia memperkenalkan struktur molekular berpori pertamanya, meski awalnya kurang mendapat perhatian. Namun, pada tahun 1997, Kitagawa menemukan molekul yang dapat menyerap gas-gas seperti metana dan nitrogen, yang menjadi langkah signifikan dalam penelitian ini.
Aplikasi Beragam dari MOF dan Implikasinya di Masa Depan
Omar Yaghi, dengan latar belakang yang berbeda, menggunakan temuan Robson dan Kitagawa untuk mengembangkan MOF-5, suatu kerangka logam-organik yang dianggap klasik dalam dunia kimia. Menariknya, struktur MOF-5 memiliki keunikan dalam hal kekuatan dan kapasitas penyimpanan meskipun dalam ukuran yang relatif kecil.
Sifat MOF-5 yang mampu bertahan hingga suhu 300 derajat Celsius tanpa hancur menjadikannya material yang sangat menarik untuk diteliti lebih lanjut. Fungsinya yang dapat menyerap air dari udara di daerah yang kering menjadi salah satu aplikasi praktis yang menjanjikan.
Di gurun Arizona, penelitian Yaghi menunjukkan bagaimana MOF dapat menarik uap air dari atmosfer di malam hari, dan mengumpulkannya saat matahari terbit. Ini adalah contoh konkret bagaimana ilmu kimia dapat membantu mengatasi tantangan lingkungan sehari-hari.
Penerapan material ini tidak hanya terbatas pada pengambilan air, tetapi juga mencakup pembersihan lingkungan. Dengan kemampuan untuk menangkap dan mengolah karbon dioksida serta zat-zat kimia berbahaya dari air, MOF memberikan harapan baru dalam upaya pemulihan ekosistem.
Hadiah Nobel Kimia 2025 tidak hanya membawa penghargaan uang sebesar 11 juta kronor Swedia, tetapi lebih dari itu, penghargaan ini menjadi titik balik bagi penelitian yang berfokus pada solusi-solusi inovatif untuk masalah global yang sedang dihadapi. Inovasi yang diperkenalkan oleh Kitagawa, Robson, dan Yaghi akan terus menjadi batu loncatan untuk penelitian-penelitian selanjutnya.
