สามนักวิจัยผู้คิดค้น “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์” คว้าโนเบลเคมี 2025

เฮ้ทุกคน! เตรียมเฮกันดังๆ เพราะปี 2025 นี้ รางวัลโนเบลสาขาเคมีตกเป็นของสามนักวิจัยสุดเจ๋ง ผู้คิดค้นวัสดุที่จะมาพลิกโฉมโลกของเราให้ดีขึ้น นั่นก็คือ “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์” หรือที่เรียกกันติดปากว่า “มอฟส์” (MOFs) นั่นเอง

คณะกรรมการรางวัลโนเบลจากราชบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน ประกาศชื่อผู้ได้รับรางวัล ได้แก่ ศาสตราจารย์ซูซูมุ คิตะกาวะ จากมหาวิทยาลัยเกียวโต, ศาสตราจารย์ริชาร์ด ร็อบสัน จากมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น และศาสตราจารย์โอมาร์ ยากี จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย วิทยาเขตเบิร์กลีย์ ทั้งสามท่านนี้แหละครับ คือฮีโร่ตัวจริงของเรา

“โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์” คืออะไร? ทำไมถึงสำคัญ?

แล้วไอ้เจ้า “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์” ที่ว่าเนี่ย มันคืออะไรกัน? ทำไมถึงทำให้คนทั้งโลกตื่นเต้นได้ขนาดนี้? ลองนึกภาพฟองน้ำจิ๋วๆ ที่มีรูพรุนเยอะแยะมากมายในระดับนาโนเมตรดูสิครับ นั่นแหละคือมอฟส์! รูพรุนเหล่านี้ทำให้มอฟส์มีพื้นที่ผิวภายในมหาศาล มากขนาดที่ว่ามอฟส์แค่ช้อนชาเดียว มีพื้นที่ผิวเท่ากับสนามเทนนิสสองสนามเลยทีเดียว!

แต่ความเจ๋งของมันไม่ได้จบแค่นั้น เพราะนักวิทยาศาสตร์สามารถปรับแต่งรูพรุนเหล่านี้ให้ “เหนียว” หรือจับกับโมเลกุลของก๊าซต่างๆ ได้ นั่นหมายความว่าเราสามารถใช้มอฟส์เป็นทั้งฟองน้ำดูดซับ หรือตะแกรงร่อนโมเลกุลจิ๋วๆ เพื่อดักจับ แยกแยะ และกักเก็บก๊าซและสารเคมีต่างๆ ได้ในปริมาณมหาศาล

ประโยชน์ที่แท้จริงของ “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์”

คุณสมบัติสุดยอดของ “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์” นี้เอง ที่จะช่วยเราแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมต่างๆ ได้อย่างเหลือเชื่อ ลองคิดดูสิครับว่าเราสามารถใช้มอฟส์ดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากโรงงานผลิตปูนซีเมนต์ หรือโรงไฟฟ้าได้มากแค่ไหน หรือแม้แต่ช่วยลดมลภาวะจากขยะพลาสติกได้ด้วย!

ศ.คิตะกาวะกล่าวหลังทราบข่าวว่า “ผมรู้สึกเป็นเกียรติอย่างยิ่งและดีใจมาก” แต่ก็ไม่ลืมที่จะรีบไปประชุมต่อ (ฮา) แสดงให้เห็นว่านักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ทำงานกันอย่างหนักจริงๆ เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่จะช่วยโลกของเรา

คณะกรรมการรางวัลโนเบลเปรียบเทียบผลงานของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสามว่าเป็น “สถาปัตยกรรมในระดับโมเลกุล” เพราะพวกเขาสร้างโครงสร้างใหม่ๆ ที่ก๊าซและสารเคมีสามารถไหลผ่านได้ โดยสามารถดักจับก๊าซพิษ สารเคมีอันตราย หรือแม้แต่สารเคมีชั่วนิรันดร์อย่าง PFAS ที่ปนเปื้อนในดินและแหล่งน้ำได้อีกด้วย

นักวิจัยเหล่านี้ เริ่มต้นคิดค้นมอฟส์กันตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 โดยใช้วิธีนำไอออนของโลหะมาวางเป็นรากฐาน แล้วเชื่อมต่อกันด้วยโมเลกุลอินทรีย์ จนเกิดเป็นโครงข่ายที่มีช่องว่างมากมาย

ศ.ร็อบสัน ถึงขนาดเจาะรูบนโต๊ะทำงาน เพื่อสร้างแบบจำลองอะตอมด้วยลูกบอลไม้ ส่วน ศ.คิตะกาวะ และ ศ.ยากี ก็ช่วยกันปรับปรุงโครงสร้างมอฟส์ให้แข็งแรงและเสถียรยิ่งขึ้น ทำให้สามารถนำไปใช้งานได้จริง

อนาคตของ “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์”

ปัจจุบัน นักวิจัยสามารถออกแบบมอฟส์ได้นับหมื่นแบบ เพื่อใช้งานที่หลากหลาย เช่น ดักจับน้ำในอากาศในทะเลทราย, ขจัดสารพิษ, เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี หรือแม้แต่วัสดุตัวนำไฟฟ้า

ถึงแม้ว่าการใช้งานมอฟส์ในปัจจุบันจะยังจำกัดอยู่ แต่บริษัทเทคโนโลยีหลายแห่งกำลังพัฒนาวิธีการผลิตมอฟส์ในระดับอุตสาหกรรม เพื่อลดต้นทุนและทำให้ทุกคนเข้าถึงเทคโนโลยีนี้ได้ง่ายขึ้นในอนาคต

ศ.เชลา โรแวน จากราชบัณฑิตยสมาคมของสหราชอาณาจักร มองว่านักเคมีทั้งสามได้วางรากฐานที่สำคัญสำหรับการวิจัยเคมียุคใหม่

เรื่องราวชีวิตของนักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ก็เป็นแรงบันดาลใจอย่างมาก ศ.คิตะกาวะได้รับแรงบันดาลใจจากปรัชญา “ประโยชน์ของสิ่งที่ไร้ประโยชน์” ของจวงจื่อ ส่วน ศ.ยากี เติบโตมาจากครอบครัวที่ยากจน แต่ก็ไม่ย่อท้อต่อความฝัน

นักเคมีทั้งสามจะได้รับเงินรางวัลจำนวน 11 ล้านโครนสวีเดน โดยพิธีมอบรางวัลจะมีขึ้นในวันที่ 10 ธันวาคม

รางวัลโนเบลสาขาเคมีปี 2025 นี้ ไม่ได้เป็นเพียงแค่การยกย่องนักวิทยาศาสตร์ทั้งสามท่านเท่านั้น แต่ยังเป็นการส่งสัญญาณว่าเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่าง “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์” จะมีบทบาทสำคัญในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมและความท้าทายต่างๆ ที่โลกของเรากำลังเผชิญอยู่ ขอเป็นกำลังใจให้กับนักวิจัยทุกคน และหวังว่าเราจะได้เห็นการนำมอฟส์มาใช้ในชีวิตประจำวันของเรามากขึ้นในอนาคตอันใกล้นี้!

ที่มา – สามนักวิจัยผู้คิดค้น “โครงข่ายโลหะ-อินทรีย์” คว้าโนเบลเคมี 2025