Possono estrarre acqua dall’aria, filtrare sostanze e gas inquinanti e immagazzinare quelli utili, trasportare farmaci nell’organismo e rilasciarli esattamente quando, e dove, servono. Parliamo delle strutture metallo-organiche (o metal-organic frameworks, Mof), costrutti molecolari dalle infinite potenzialità, destinati a spingere la chimica in nuove inaspettate direzioni e sviluppati grazie al lavoro dei tre chimici premiati con il Nobel di quest’anno: Susumu Kitagawa, Richard Robson and Omar Yaghi. Vediamo di cosa si tratta.
La storia delle strutture metallo-organiche inizia quasi per caso nel 1974 nelle aule dell’università di Melbourne, dove Richard Robson era intento a preparare dei modellini con cui mostrare il funzionamento degli atomi e la formazione dei legami molecolari agli studenti del corso di chimica classica. L’obiettivo era quello di creare un set di aste e palline di legno rappresentanti legami chimici (le prime) e atomi (le seconde), che gli studenti avrebbero potuto combinare tra loro per formare a piacere strutture molecolari.
Robson aveva chiesto alla falegnameria dell’università di praticare dei fori nelle palle di legno, in modo che vi potessero essere inserite all’interno le aste. I buchi non dovevano essere posizionati a caso, ma in modo da permettere a ciascun atomo di formare solamente i propri specifici legami chimici. Testando i prototipi ricevuti dall’officina, il chimico ebbe la sua intuizione: le forme che poteva creare combinando aste e palline dipendevano strettamente dalla posizione dei fori; la posizione dei fori, quindi, conteneva un’enorme quantità di “informazioni” sui sistemi molecolari che potevano generare. Che si potessero usare le proprietà di questi atomi per unire tra loro anche differenti tipi di molecole, e non solo singoli atomi? L’idea rimase dormiente a lungo nel cervello di Robson, per poi esplodere in una nuova scoperta circa un decennio dopo quella prima, fortuita, intuizione.
