Le prix Nobel de chimie 2025 consacre des éponges moléculaires révolutionnaires

Le prix Nobel de chimie a été attribué à Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar M. Yaghi, pour leurs travaux sur des matériaux poreux aux propriétés exceptionnelles, qui pourraient notamment révolutionner la prise en charge de plusieurs problématiques écologiques majeures.

Plus précisément, les trois chercheurs ont développé ce qu’on appelle aujourd’hui les MOF (charpentes métallo-organiques), ou structures métallo-organiques en anglais. Comme leur nom l’indique, ce sont des composés hybrides, constitués d’ions métalliques reliés par des ligands à base de carbone.

Cette composition chimique leur confère une structure cristalline un peu particulière. L’architecture des MOF rappelle un peu celle d’une épongecar ils sont constellés de très nombreuses cavités. La différence, c’est que ces orifices sont absolument minuscules : leur taille se mesure généralement en millionièmes de millimètresoit cent mille fois moins que le diamètre d’un cheveu humain.

Un potentiel gigantesque

Ce qui est important, c’est que ces cavités permettent aux gaz ainsi qu’à d’autres substances de circuler. En variant leur composition chimique, on peut ainsi faire émerger tout un éventail de propriétés fascinantes qui pourraient alimenter de grandes révolutions scientifiques et industrielles.

Ils disposent donc d’un potentiel absolument énorme que les spécialistes n’ont fait qu’effleurer pour le moment. Des entreprises cherchent désormais à produire des MOF à l’échelle industrielle pour débloquer des applications très intéressantes.

Le nombre d’entre elles concerne les sciences de l’environnement. L’exemple le plus souvent évoqué est le captage du CO₂, ce gaz à effet de serre qui est en train de transformer notre planète en profondeur. Certains MOF sont capables de l’extraire sélectivement de l’air, laissant entrevoir des technologies de captage et de stockage du carbone redoutablement efficaces – du pain bénin dans le contexte climatique actuel. D’autres variantes permettent également de filtrer certaines molécules indésirables, comme des métaux lourds ou d’autres types de polluants, pour purifier de l’eau sans avoir recours à une longue chaîne de procédés chimiques.

D’autres travaux exploités sur les MOF cherchent à adapter ces structures pour créer des sites catalytiques sur mesure – des structures moléculaires capables d’interagir avec des groupes d’atomes pour permettre ou accélérer certaines réactions chimiques. Ces initiatives pourraient ouvrir la voie à une large gamme de nouvelles substances extrêmement utiles, comme de nouveaux médicaments. Les MOF sont également mentionnés dans des études qui explorent une nouvelle génération de dispositifs électroniques, comme des capteurs extrêmement précis.

Un champ de recherche tourné vers l’avenir

Et le plus enthousiaste, c’est qu’il ne s’agit que de la partie émergée de l’iceberg. À mesure que ce champ de recherche gagnera en maturité, de nouvelles applications plus prometteuses les unes que les autres vont sans doute continuer d’émerger.

En récompensant Kitagawa, Robson et Yaghi, le comité Nobel ne salue pas seulement une découverte remarquable : il consacre un chapitre passionnant de l’histoire scientifique, où la recherche fondamentale est directement mise au service de la résolution de problèmes à la fois très concrets et importants. La route qui mènera les MOF à maturité reste longue, mais il sera fascinant de se pencher sur toutes les innovations qui vont sans doute en émerger au cours des prochaines décennies.

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