Уругвай также исследует материал, удостоенный Нобелевской премии по химии: структуры, улавливающие газы и собирающие воду.

Металлоорганические структуры, известные под аббревиатурой MOF (Metal Organic Frameworks), сегодня являются одним из самых перспективных материалов современной науки. Их влияние было признано на мировом уровне с вручением Нобелевской премии по химии 2025 года ученым Сусуму Китагава, Ричарду Робсону и Омару М. Яги за их пионерскую работу в области проектирования, разработки и применения этих пористых сетей, способных хранить молекулы, улавливать газы и даже извлекать воду из воздуха. Но пока мир празднует этот прорыв, Уругвай также исследует этот тип материалов на протяжении двух десятилетий, работая в различных направлениях, от экологической реабилитации до разработки систем контролируемого высвобождения лекарственных препаратов. Химик Юлия Торрес, исследовательница факультета химии Университета Республики, объяснила El País, что металлоорганические структуры — также называемые металлоорганическими каркасами или сборками — сочетают металлы с органическими молекулами, образуя кристаллические материалы с уникальными свойствами. «Это набор новых материалов по сравнению с теми, которые существовали ранее. Металлы сочетаются с органическими молекулами, образуя кристаллические, регулярные структуры, что позволяет лучше их наблюдать и разрабатывать новые материалы с определенными свойствами», — отметила она. Возможность модифицировать компоненты — будь то металл или органическая молекула — открывает огромные возможности для экспериментов, поскольку каждое изменение приводит к появлению нового материала с особыми химическими и физическими свойствами. Торрес пояснил, что одной из главных особенностей MOF является их высокая пористость. «Они имеют поры, очень маленькие отверстия, но в большом количестве. Внутри этих пространств могут происходить очень интересные вещи, которые придают им особые свойства. Они могут улавливать газы, хранить молекулы, функционировать как датчики или ускорять химические реакции, что дает им промышленное применение», — сказал он. Среди наиболее привлекательных — возможность этих материалов улавливать углекислый газ (CO₂) из атмосферы, способствуя смягчению последствий изменения климата, или способность собирать воду из воздуха даже в пустынных районах. «Они могут улавливать воду из воздуха, а затем, нагревая или охлаждая, высвобождать ее и повторно использовать. Это полезно для мест, где нет доступа к пресной воде, даже если относительная влажность низкая. Они работают одинаково», — пояснила она. По словам исследователя, эти материалы начали разрабатываться в конце XX века, но за последние десять лет исследования и промышленное производство выросли в геометрической прогрессии. Сегодня существуют компании, которые производят тонны MOF и используют их в промышленных системах для предотвращения выбросов загрязняющих газов. «Есть предприятия, которые установили системы, в которых выделяемый газ проходит через трубы, заполненные этими веществами, которые избирательно улавливают углекислый газ и даже другие газы. Затем этот газ можно извлечь, а материал повторно использовать. Это золото, потому что его применение и добавленная стоимость огромны», — заявил Торрес. Комитет Нобелевской премии по химии 2025 года особо отметил именно эту универсальность и огромный потенциал этих материалов. Удостоенные награды ученые — Китагава, Робсон и Яги — сумели построить первые стабильные металлоорганические каркасы и продемонстрировали, как их можно использовать для хранения газов, очистки воды или в качестве катализаторов. В своем объявлении Шведская академия сравнила MOF с «волшебной сумкой Гермионы» за их способность содержать в крошечном пространстве удивительное количество молекул. С тех пор эта область быстро расширилась и дала начало новой отрасли химии материалов, где возможен индивидуальный дизайн. «Вы можете менять строительные блоки, металлы или органические молекулы и проектировать материалы с новыми свойствами», — сказал Торрес. Развитие компьютерных инструментов и искусственного интеллекта также способствовало развитию этой области. «Сегодня существуют базы данных, в которых с помощью цифровых инструментов можно найти идеальный материал для достижения определенных свойств, даже если он еще не существует. Как только у вас есть эта формула, вы можете приготовить его в лаборатории. Это открывает огромные возможности и делается во всем мире», — пояснила исследовательница, которая активно участвует в международных исследовательских сетях. В Уругвае MOF изучаются уже около двадцати лет. «У нас есть направление исследований на химическом факультете, в рамках которого мы уже давно работаем с такими материалами, и мы изучаем те же свойства, которые исследуются в других странах: их способность удерживать воду, чувствительность к различным молекулам, оптические применения или использование в качестве катализаторов», — указала Торрес. Его группа также работает над более инновационными направлениями, такими как разработка носителей для лекарственных препаратов, то есть систем, позволяющих вводить лекарства в поры материала для их постепенного высвобождения в организме, изменяя их скорость и эффективность. Они также разрабатывают материалы, предназначенные для восстановления окружающей среды, например, для удаления красителей или других загрязняющих веществ, сбрасываемых промышленными предприятиями. «Эти материалы можно разместить на выходе из свалки и снизить концентрацию загрязняющих веществ, которые не должны попадать в окружающую среду. В то же время они помогают предприятиям соблюдать нормативные требования», — пояснила она. Химик отметила, что основной проблемой для уругвайских исследователей по-прежнему остается бюджет. «Здесь проводятся исследования высочайшего качества, но не всегда есть все оборудование, которое есть в других местах, и достаточное количество стипендий для аспирантов. Это может немного замедлить прогресс», – признал он. Однако он подчеркнул, что национальные команды по-прежнему полностью интегрированы в глобальный научный круг. «Мы участвуем в международных конгрессах, публикуемся в тех же журналах, что и самые передовые группы в мире, и у нас есть много совместных проектов, которые позволяют нам получить доступ к оборудованию и стажировкам, которых здесь нет», – пояснил он. Торрес, который руководит группой в области неорганической химии, подчеркнул, что вся эта работа является результатом коллективных усилий. «Наука — это не индивидуальная работа. Это результат многолетнего труда многих людей, которые сотрудничают, делятся знаниями, учатся друг у друга. Так продвигается наука», — сказал он. И завершил оптимистичной мыслью о качестве местных исследований: «Несмотря на сокращение бюджета, то, что делается в Уругвае, имеет очень высокое качество. Об этом говорят сами исследователи из других стран, когда мы встречаемся на конференциях. При постоянной поддержке Уругвай может продолжать вносить вклад в мировую науку».