Giải Nobel Hóa học 2025

The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the 2025 Nobel Prize in Chemistry to Susumu Kitagawa, Richard Robson and Omar M. Yaghi “for the development of metal–organic frameworks.”

The 2025 Nobel Prize laureates in chemistry have created molecular constructions with large spaces through which gases and other chemicals can flow. These constructions, metal–organic frameworks, can be used to harvest water from desert air, capture carbon dioxide, store toxic gases or catalyse chemical reactions.

Kitagawa, Robson and Yaghi have developed a new form of molecular architecture. In their constructions, metal ions function as corner-stones that are linked by long organic (carbon-based) molecules. Together, the metal ions and molecules are organised to form crystals that contain large cavities. These porous materials are called metal–organic frameworks (MOF). By varying the building blocks used in the MOFs, chemists can design them to capture and store specific substances. MOFs can also drive chemical reactions or conduct electricity.

“Metal–organic frameworks have enormous potential, bringing previously unforeseen opportunities for custom-made materials with new functions,” says Heiner Linke, Chair of the Nobel Committee for Chemistry.

Learn more

Press release: https://bit.ly/4njXUtg

Popular information: https://bit.ly/42gZLGZ

Advanced information: https://bit.ly/42gZUKx

***

Bản chuyển ngữ tiếng Việt

Giải Nobel Hóa học 2025

Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã quyết định trao Giải Nobel Hóa học năm 2025 cho Susumu Kitagawa, Richard Robson và Omar M. Yaghi
“vì những đóng góp trong việc phát triển các khung kim loại–hữu cơ (metal–organic frameworks).”

Các nhà khoa học đoạt giải Nobel Hóa học năm nay đã tạo ra những cấu trúc phân tử có không gian rỗng lớn, cho phép các loại khí và hóa chất khác nhau lưu thông bên trong. Những cấu trúc này – gọi là khung kim loại–hữu cơ hay MOF (metal–organic frameworks) – có thể được ứng dụng để thu nước từ không khí sa mạc, bắt giữ khí CO₂, lưu trữ khí độc, hoặc xúc tác các phản ứng hóa học.

Kitagawa, Robson và Yaghi đã phát triển một dạng kiến trúc phân tử hoàn toàn mới. Trong các cấu trúc của họ, các ion kim loại đóng vai trò như những viên đá góc, được liên kết với các phân tử hữu cơ dài (dựa trên carbon). Khi kết hợp lại, các ion kim loại và các phân tử hữu cơ sắp xếp thành những tinh thể có các khoang rỗng lớn. Các vật liệu xốp này được gọi là khung kim loại–hữu cơ (MOF).

Bằng cách thay đổi các khối cấu tạo trong MOF, các nhà hóa học có thể thiết kế chúng để thu giữ hoặc lưu trữ các chất cụ thể. Ngoài ra, MOF còn có thể được sử dụng để thúc đẩy phản ứng hóa học hoặc dẫn điện.

“Các khung kim loại–hữu cơ có tiềm năng vô cùng to lớn, mở ra những cơ hội chưa từng có để chế tạo các vật liệu theo nhu cầu với chức năng hoàn toàn mới,”
ông Heiner Linke, Chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học, nhận định.

***

Giải Nobel Hóa học 2025: Khi con người học cách “thiết kế” vật chất

Bình luận – Ý nghĩa của phát minh MOF đối với nhân loại và Việt Nam

 

Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển vừa công bố Giải Nobel Hóa học năm 2025 được trao cho ba nhà khoa học Susumu Kitagawa, Richard Robson và Omar M. Yaghi vì đã phát triển khung kim loại–hữu cơ (metal–organic frameworks, gọi tắt là MOF) – một loại vật liệu xốp mang tính cách mạng, có thể thay đổi cách con người tương tác với môi trường.

Một bước ngoặt trong kiến trúc phân tử

Ba nhà khoa học này đã tạo ra các cấu trúc phân tử có những khoảng trống cực nhỏ nhưng đều đặn, cho phép khí và hóa chất di chuyển qua lại. Nhờ vậy, MOF có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: thu nước từ không khí khô của sa mạc, hấp thụ khí CO₂ gây hiệu ứng nhà kính, lưu trữ khí độc, hoặc xúc tác các phản ứng hóa học quan trọng.

Trong loại vật liệu này, các ion kim loại đóng vai trò như những điểm nối trung tâm, được liên kết với các phân tử hữu cơ dài để hình thành các tinh thể có cấu trúc rỗng như tổ ong. Khi thay đổi loại kim loại hoặc phân tử hữu cơ, các nhà hóa học có thể “thiết kế theo đơn đặt hàng” những vật liệu có khả năng bắt giữ hoặc lưu trữ chính xác loại khí hoặc chất mong muốn.

Ngoài ra, MOF còn có thể thúc đẩy phản ứng hóa học, dẫn điện, và mở ra những ứng dụng rộng lớn trong công nghệ năng lượng, môi trường và y sinh học.

“Các khung kim loại–hữu cơ có tiềm năng vô hạn, mang đến những cơ hội chưa từng có để tạo ra các vật liệu mới với chức năng tùy chỉnh, phục vụ nhu cầu của nhân loại,”
ông Heiner Linke, Chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học, phát biểu trong lễ công bố.

Từ khai thác sang thiết kế – bước chuyển của nền văn minh

Giải Nobel năm nay không chỉ tôn vinh một thành tựu khoa học, mà còn biểu trưng cho một chuyển dịch căn bản trong tư duy của nhân loại: từ việc khai thác tài nguyên sẵn có sang thiết kế vật chất theo nhu cầu.

Nếu thế kỷ XX là kỷ nguyên của dầu mỏ và vật liệu tổng hợp, thì thế kỷ XXI đang mở ra với “vật liệu thông minh” – nơi con người có thể điều khiển cấu trúc của vật chất ở cấp độ nguyên tử. MOF là một trong những ví dụ điển hình, thể hiện năng lực sáng tạo vượt lên giới hạn tự nhiên: biến không khí khô thành nguồn nước, biến khí thải thành nguyên liệu hữu ích, và biến rác thải hóa học thành cơ hội năng lượng mới.

Ứng dụng tiềm năng cho Việt Nam

Đối với Việt Nam, nơi đang chịu áp lực kép giữa ô nhiễm môi trường đô thị và thiếu nước sạch ở các vùng khô hạn, việc nghiên cứu và ứng dụng MOF có thể mang lại lợi ích thiết thực. Nếu được đầu tư đúng hướng, các viện nghiên cứu và đại học trong nước hoàn toàn có thể chế tạo MOF “nội địa” từ những nguyên liệu phổ biến như nhôm, kẽm hoặc đồng.

Những vật liệu này có thể được ứng dụng để:

• Lọc nước và xử lý khí thải công nghiệp,
• Thu hồi CO₂ từ các nhà máy nhiệt điện,
• Tăng hiệu suất lưu trữ năng lượng hoặc phát triển pin sạch,
• Bảo vệ môi trường nông nghiệp và đô thị.

Đây không chỉ là hướng nghiên cứu khoa học, mà còn là chiến lược phát triển bền vững, giúp Việt Nam giảm lệ thuộc vào công nghệ nhập khẩu và chủ động hơn trong việc bảo vệ môi trường sống.

Từ trí tuệ đến nhân bản

Trong chiều sâu của phát minh này, ta nhận ra một điều giản dị mà lớn lao: con người đang học cách hòa hợp với thiên nhiên bằng trí tuệ của chính mình. Thay vì chống lại tự nhiên, khoa học ngày nay tìm cách bắt chước, cộng tác và cùng sáng tạo với thiên nhiên.

Khung kim loại–hữu cơ vì thế không chỉ là một công trình của phòng thí nghiệm, mà còn là một biểu tượng của nhân bản toàn cầu – nơi trí tuệ con người được dùng để chữa lành hành tinh.

Giải Nobel Hóa học 2025, nhìn ở góc độ ấy, là một lời nhắc rằng: khoa học chỉ thực sự có ý nghĩa khi phục vụ cho sự sống, và rằng tương lai của nhân loại không nằm ở sức mạnh khai thác tài nguyên, mà ở khả năng tái tạo và phân bổ công bằng cho nhân loại.

Mai Thanh Truyết

Houston – 8/10/2025