L’Académie royale des sciences de Suède a décerné ce mercredi le Prix Nobel de chimie 2025 à trois chercheurs pionniers : Susumu Kitagawa (Japon), Richard Robson (Australie) et Omar M. Yaghi (États-Unis/Jordanie). Leur découverte, les metal–organic frameworks (MOF), a ouvert la voie à une nouvelle génération de matériaux poreux capables de capturer le carbone, purifier l’eau ou stocker l’hydrogène.
Des « architectures moléculaires » révolutionnaires
Les MOF sont des structures cristallines constituées de nœuds métalliques reliés par des ligands organiques, formant de vastes cavités internes. Ces espaces vides agissent comme des réservoirs miniatures capables de piéger et relâcher des molécules à la demande.
« Imaginez un cube de sucre qui cache une surface interne équivalente à un terrain de football », a expliqué le comité Nobel, soulignant le potentiel colossal de ces matériaux.
Montant du prix
Les lauréats partageront la dotation habituelle du prix Nobel en chimie, fixée à 11 millions de couronnes suédoises (SEK) pour 2025.
Les lauréats et leurs parcours
Susumu Kitagawa
- Chimiste japonais, professeur à l’Université de Kyoto.
- Il a notamment travaillé sur les polymères de coordination et a démontré que certaines de ces structures pouvaient adsorber des gaz, ce qui a été un jalon pour le développement ultérieur des MOF.
Richard Robson
- Chimiste australien, connu pour avoir posé des bases conceptuelles sur la notion de structures poreuses et cristallines combinant des métaux et des ligands organiques.
- Ses travaux précurseurs remontent aux années 1980 avec l’idée d’introduire des pores contrôlés dans des matériaux cristallins.
Omar M. Yaghi
- Chimiste américano-jordanien, souvent considéré comme l’un des pionniers les plus influents dans le domaine de la chimie réticulaire (la discipline qui inclut les MOF).
- Il a perfectionné la stabilité et la modularité des structures MOF, permettant leur conception “à la carte”, un peu comme assembler des briques Lego moléculaires.
- Quelle anecdote : certaines de ces structures sont si poreuses qu’un petit échantillon de la taille d’un cube de sucre pourrait avoir une surface interne équivalente à celle d’un terrain de football !
La découverte : qu’est-ce que les MOF ?
Principe et caractéristiques
- Les metal–organic frameworks sont des matériaux cristallins constitués de nœuds métalliques reliés par des ligands organiques, formant un réseau tridimensionnel avec des espaces vides ou cavités.
- Ces cavités permettent l’adsorption, le stockage, le tri sélectif et la diffusion de petites molécules (gaz, liquides).
- Le défi principal était de concilier forte porosité et stabilité beaucoup de structures initiales étaient fragiles ; les lauréats de 2025 ont apporté des solutions pour rendre les MOF robustes, modulables et adaptables à des usages pratiques.
Applications potentielles et actuelles
Les MOF offrent un champ d’applications extrêmement vaste, à la croisée de la chimie, de l’ingénierie des matériaux, de l’environnement et de l’énergie :
| Domaine | Application possible / démontrée |
| Capture deCO2‚‚ /atténuation du changement climatique | Absorber leCO2‚‚ Ã partir d’émissions industrielles ou de l’air ambiant |
| Purification de l’eau /élimination de polluants | Extraction de polluants, « forever chemical »(PFAS), résidus pharmaceutiques |
| Stockage d’hydrogène / gaz haute densité | Stockage compact, transport ou usage comme carburant |
| Catalyse chimique | Micro-environnements controlé où les les réactions se déroulent dans les cavités avec efficacité |
| Récolte d’eau dans l’air aride | Capacité à extraire l’humidité de l’air même dans des zones sèches |
