{"id":17585,"date":"2025-10-08T23:04:08","date_gmt":"2025-10-08T23:04:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/17585\/"},"modified":"2025-10-08T23:04:08","modified_gmt":"2025-10-08T23:04:08","slug":"nobelprijswinnaars-creeerden-grote-ruimtes-om-moleculen-in-te-vangen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/17585\/","title":{"rendered":"Nobelprijswinnaars cre\u00eberden grote ruimtes om moleculen in te vangen"},"content":{"rendered":"

Een huwelijk tussen de twee klassieke takken van de scheikunde \u2013 de ooit strikt gescheiden organische en anorganische chemie \u2013 wordt na ruim veertig jaar gevierd met een Nobelprijs. Woensdag wonnen Susumu Kitagawa, Richard Robson en Omar M. Yaghi de Nobelprijs voor Scheikunde voor de ontwikkeling van \u201eeen nieuw soort moleculaire architectuur\u201d: metaal-organische raamwerken. <\/p>\n

Deze metal-organic frameworks (MOF\u2019s) combineren de enorme veelzijdigheid van de organische chemie \u2013 ouderwetse knip-en-plakscheikunde waarbij koolstof centraal staat \u2013 met de bijzondere eigenschappen van de anorganische chemie \u2013 de scheikunde van metalen. Het Nobelcomit\u00e9 ziet in MOF\u2019s een \u201eenorme potentie om op maat gemaakte materialen te maken, met nieuwe functies\u201d, zegt voorzitter van het Nobelcomit\u00e9 Heiner Linke bij de bekendmaking.<\/p>\n

De metaal-organische raamwerken bestaan, zoals de naam doet vermoeden, uit metaalatomen die met elkaar zijn verbonden door organische moleculen. Zet de juiste bouwblokken in een oplossing bij elkaar en vanzelf ontstaan driedimensionale, hoekige moleculaire structuren. Hierin zitten grote ruimtes waar andere moleculen in kunnen stromen, eventueel gevangen blijven en gecontroleerd weer uit verdwijnen.<\/p>\n

Daardoor kan een MOF werken als een moleculaire spons. Bijzonder is ook de grote oppervlakte die in die spons verscholen zit: het MOF type 5, dat Yaghi presenteerde in 1999, heeft het formaat van een suikerklontje en een interne oppervlakte van een voetbalveld. \u201eToen we halverwege de jaren negentig de eerste resultaten publiceerden, dachten onze vakgenoten dat er een drukfout in het artikel stond\u201d, zei Yaghi<\/a> dit jaar tegen de Volkskrant. Een structuur van miljarden gaatjes zit erin, een soort \u201eparkeerplaats voor watermoleculen\u201d. <\/p>\n

Zo kunnen de raamwerken stoffen die normaal gesproken ongrijpbaar zijn, toch gevangenzetten. In 2023 lukte het studenten van Yaghi om met \u2018MOF-303\u2019 water uit de woestijnlucht te trekken. En wel een van de droogste ter wereld: Death Valley in de Verenigde Staten. Ze publiceerden<\/a> in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Water.<\/p>\n

Hetzelfde is bijvoorbeeld mogelijk met PFAS, de groep van duizenden verschillende stoffen die een grote vervuiling in het milieu vormen. Ze zitten overal.<\/p>\n

\n

De naam van Yaghi zong de afgelopen jaren al rond<\/p>\n

Bert Weckhuysen
\nhoogleraar<\/p>\n<\/blockquote>\n

Bert Weckhuysen, hoogleraar anorganische chemie aan de Universiteit Utrecht, zit toevallig in de trein naar een conferentie in Brussel waar Yaghi donderdagochtend zal spreken. \u201eDeze prijs had ik verwacht\u201d, zegt hij, \u201ede naam van Yaghi zong de afgelopen jaren al rond. Het was eerder de vraag welke personen de prijs samen zouden ontvangen. Ik denk dat het Nobelcomit\u00e9 de juiste keuze heeft gemaakt, omdat ook ouder werk erin betrokken is.\u201d<\/p>\n

Dat oudere werk is dat van Richard Robson, die het concept van het MOF in 1989 bedacht. Hij was ge\u00efnspireerd door de kristalstructuur van diamanten, die bestaan uit een regelmatig rooster van koolstofatomen in een piramidevorm. Hij dacht dat er iets vergelijkbaars mogelijk moest zijn op basis van metaalionen en organische moleculen. Maar waar in diamant de koolstofatomen dicht op elkaar zitten, is het raster van de MOF\u2019s juist enorm ruim opgezet. De holtes in het raster zijn zo groot dat andere moleculen er makkelijk tussen passen \u2013 om een chemische reactie aan te gaan bijvoorbeeld. <\/p>\n

Robsons raamwerken waren nog wel instabiel, veel chemici vonden ze daarom lang \u201enutteloos\u201d. Susumu Kitagawa lukte het in de jaren 1990 om stabiele MOF\u2019s te maken, en zelfs om de structuren flexibel te maken waardoor ze hun sponsachtige werking kregen. Gassen kunnen in en uit de structuren stromen. . <\/p>\n

Yaghi ontwikkelde vervolgens het concept van een niche tot een volwassen en volwaardig vakgebied binnen de chemie. Afhankelijk van het ontwerp van de organische stoffen in het raster, zijn de mogelijkheden van MOF\u2019s eindeloos. Hij maakte verschillende varianten van nog stabielere MOF\u2019s, waarmee de belofte van het vakgebied voor iedereen duidelijk werd. Inmiddels zijn er al meer dan 90.000 verschillende MOF\u2019s gemaakt.<\/p>\n

\u2018Langdurig buffelen\u2019<\/p>\n

\u201eIk denk dat Yaghi heel blij is\u201d, zegt Weckhuysen, die hem kent, \u201eomdat hij in het begin veel tegenstand heeft gehad. Vanaf de eerste gedachtegang is het langdurig buffelen geweest, en nu zijn er een soort roosters die ademen. Je kunt naar toepassing, dat is fantastisch.\u201d<\/p>\n

Zijn MOF\u2019s nog vooral een veelzijdig en interessant scheikundig speeltje met veelbelovende toepassingen, of zijn ze al niet meer weg te denken? Een beetje van allebei: MOF\u2019s zijn nog erg duur waardoor grootschalig gebruik lastig is. Toch is het opschalen begonnen en zijn er toepassingen te over, zoals CO2-afvangst of een PFAS-opruimmiddel. Volgens de site Global Market Insights was de markt in 2024 al 9,8 miljard dollar waard, en kan die over tien jaar drie keer zo groot zijn. <\/p>\n

\u201eMOF\u2019s zijn de mooiste verbindingen ooit gemaakt\u201d, schreef Yaghi in een opiniebijdrage<\/a> in 2019 op de site Chemistry World. \u201eHun structuren zijn complex en de diversiteit aan structurele patronen en connectiviteit vind ik fascinerend. Ik kijk graag naar moleculaire structuren en het periodiek systeem, en hoe dat zich vertaalt in verbindingen, reacties, materialen en nieuwe chemie.\u201d<\/p>\n

Met medewerking van Niki Korteweg en Gemma Venhuizen.<\/p>\n

Hekel aan autorijden<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Zoom in<\/p>\n

Susumu Kitagawa (1951, Kyoto, Japan) was al vroeg in zijn loopbaan enthousiast over metaal-organische structuren, maar anderen zagen ze als nutteloos.<\/p>\n

Op conferenties kwamen er zelfs bij het ontbijt mensen naar hem toe om commentaar te leveren op zijn werk. Pas na zijn vijftigste sleepte hij subsidies binnen en publiceerde hij in wetenschappelijke toptijdschriften.<\/p>\n

Naar zijn werk aan de universiteit van Kyoto reist hij per trein, zodat hij wetenschappelijke manuscripten kan lezen \u2013 autorijden vindt hij tijdverspilling. Hij houdt van detectiveromans en goede wijn \u2013 tijdens borrels moedigt hij zijn medewerkers aan om te oefenen met spreken in het openbaar.<\/p>\n

Houten modellen<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Zoom in<\/p>\n

Richard Robson (1937, Glusburn, Verenigd Koninkrijk) studeerde organische chemie aan de universiteit van Oxford en vertrok daarna naar de Verenigde Staten om onderzoek te doen bij de prestigieuze universiteiten Caltech en Stanford.<\/p>\n

Toen hij dreigde te worden uitgezonden naar de Vietnamoorlog, besloot hij een baan te accepteren aan de universiteit van Melbourne in Australi\u00eb, waaraan hij nog altijd verbonden is. Toen hij voor de colleges aan eerstejaarsstudenten houten kristalmodellen moest bouwen, kreeg hij de ingeving om z\u00e9lf kristallen te ontwerpen van metalen en organische verbindingen.<\/p>\n

Nieuw tijdperk<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Zoom in<\/p>\n

Omar Mwannes Yaghi (1965, Amman, Jordani\u00eb) groeide op met waterschaarste. Zijn ouders waren Palestijnse vluchtelingen, het twaalfkoppige gezin had eens per twee weken toegang tot water. Als 15-jarige verhuisde hij naar de VS. Sinds 2012 is hij hoogleraar chemie aan de Universiteit van Californi\u00eb in Berkeley.<\/p>\n

Met zijn zelfontworpen MOF\u2019s kan hij onder meer drinkwater uit de lucht vangen. De mensheid is volgens Yaghi, na de brons-, de ijzer- en de steentijd, aanbeland in de \u201eMOF-tijd\u201d.<\/p>\n

Ook via het door hem opgerichte Berkeley Global Science Institute bouwt hij een raamwerk, van internationaal samenwerkende instituten en industrie. <\/p>\n

Geef cadeau<\/p>\n

Deel<\/p>\n

Mail de redactie<\/p>\n

\nNIEUW: Geef dit artikel cadeau
\n\t\t\tAls NRC-abonnee kun je elke maand 10 artikelen cadeau geven aan iemand zonder NRC-abonnement. De ontvanger kan het artikel direct lezen, zonder betaalmuur.\n\t\t<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Een huwelijk tussen de twee klassieke takken van de scheikunde \u2013 de ooit strikt gescheiden organische en anorganische…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":17586,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[19],"tags":[48,46,47,49,45,50,83,85,86,90,84,89,87,88],"class_list":{"0":"post-17585","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-wetenschap-en-technologie","8":"tag-dutch","9":"tag-nederland","10":"tag-nederlanden","11":"tag-nederlands","12":"tag-netherlands","13":"tag-nl","14":"tag-science","15":"tag-science-and-technology","16":"tag-scienceandtechnology","17":"tag-technologie","18":"tag-technology","19":"tag-wetenschap","20":"tag-wetenschap-en-technologie","21":"tag-wetenschaptechnologie"},"share_on_mastodon":{"url":"","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17585","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=17585"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17585\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/17586"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=17585"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=17585"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/nl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=17585"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}