Um simples grama de estruturas metalorgânicas chega para albergar dois mil metros quadrados de espaço livre. Pode parecer milagre da multiplicação do vazio, mas é apenas uma das virtudes de uma classe de materiais que começou por ser desenvolvida no final dos anos 80 pelos cientistas Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi para abrir caminho a objetos ou dispositivos que captam água da seca atmosfera do deserto, ou que aprisionam dióxido de carbono nas cidades mais poluídas, ou que simplesmente permitem produzir fármacos que libertam substâncias ao longo do tempo. As possibilidades são múltiplas – e isso também explica o facto de a Real Academia das Ciências da Suécia ter anunciado, esta quarta-feira, que os três criadores das MOF foram escolhidos para receber o prémio Nobel da Química de 2025.

“As estruturas metalorgânicas têm um enorme potencial, e abrem caminho a oportunidades nunca vistas para materiais feitos à medida com novas funções”, sublinha Heiner Linke, presidente do Comité do Nobel da Química, num comunicado da Real Academia das Ciências da Suécia.

As estruturas metalorgânicas, que também são conhecidas em português como redes metalorgânicas e, na gíria da química, remetem muitas vezes para a sigla MOF, tiveram a primeira aparição pelas mãos de Richard Robson, quando começou a trabalhar num material poroso, que combinava iões de cobre carregados eletricamente e moléculas de quatro "braços". Mais tarde, Susumu Kitagawa e Omar Yaghi desenvolveram métodos de fabrico, e encontraram forma de criar MOF flexíveis, que permitem fluir gases de dentro para fora e vice-versa, e que se mantêm como estruturas estáveis. Susumu Kitagawa é japonês e tem carreira feita na Universidade de Quioto, no Japão. Omar M. Yaghi nasceu na Jordânia e está afiliado à Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos. Richard Robson é britânico e é professor na Universidade de Melbourne, na Austrália.

O trabalho dos três investigadores só viria a ficar terminado em 2003, refere ainda o comunicado da Real Academia das Ciências da Suécia. E é essa maratona de investigação que também ajuda a explicar o ponto em que se encontra o uso dos MOF no dia-a-dia.

“Este ano, o Nobel da Química foi atribuído a uma área de grande potencial, que ainda não atingiu um nível de utilização generalizado. Na origem da atribuição deste prémio estará o facto de ser possível sintetizar um grande leque de MOF com propriedades que se adequam a cada cenário de uso”, responde João Pires da Silva, presidente do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (CIÊNCIAS).

Além da escassa densidade, as MOF distinguem-se por serem porosas – ou melhor, por poderem conter múltiplas cavidades que podem ser usadas tanto para captar um gás nocivo como para alojar reações químicas associadas para obter uma substância pretendida. As configurações variam, mas não será de estranhar se uma qualquer pesquisa na Internet acabe por revelar estruturas que se assemelham a andaimes e são ocas no interior.

Para produzirem estas estruturas, os investigadores recorrem a iões metálicos que estão ligados por moléculas orgânicas, explica João Pires da Silva. “Mas acontece que há milhares de moléculas orgânicas que podem ser usadas com o objetivo de criarem várias tipologias de MOF, que se distinguem pelas características de poros que contêm”, acrescenta o investigador.

As funcionalidades das MOF variam, em grande parte, da escolha das moléculas orgânicas que lhes são adicionadas – mas o objetivo passa quase sempre pela adsorção de moléculas que se pretende armazenar, alterar ou simplesmente eliminar. João Pires da Silva recorda o potencial que estas estruturas nanoporosas podem ter para a indústria farmacêutica ao garantir que um medicamento é libertado de forma controlada depois de ingerido, mas também recorda o potencial na eliminação de elementos poluentes. “As MOF também podem ser usadas para armazenar moléculas que levam a reações químicas que ajudam a eliminar poluentes que são difíceis de eliminar”, refere João Pires da Silva.

Da indústria à academia, já ninguém regateia virtudes às MOF, e as estatísticas são prova disso mesmo com uma média de 10 mil artigos científicos publicados, por ano, com esta temática desde 2020, recorda João Pires da Silva. “É um assunto que tem muito interesse para a comunidade científica. Ainda estamos na fase de perspetivar o potencial, mas de um momento para o outro podem surgir MOF de altíssimo impacto”, conclui o presidente do Departamento de Química e Bioquímica.