El Nobel de Química galardonó a tres investigadores por el desarrollo de cristales metal-orgánicos (MOF), materiales capaces de capturar gases, almacenar energía y extraer agua del aire. En MIRO, este tipo de estructuras también son estudiadas por su potencial en fotónica y óptica avanzada.
La Real Academia Sueca de Ciencias otorgó el Premio Nobel de Química 2025 a los científicos Susumu Kitagawa, Richard Robson y Omar M. Yaghi por el desarrollo de los materiales metal-orgánicos, conocidos como MOF (por sus siglas en inglés, Metal-Organic Frameworks), que han revolucionado la forma en que la química y la física abordan grandes desafíos tecnológicos y ambientales.
Los MOF son estructuras formadas por iones metálicos conectados mediante moléculas orgánicas que crean una red porosa con cavidades internas microscópicas. Gracias a esta propiedad pueden almacenar o filtrar gases, extraer agua del aire en ambientes áridos o encapsular compuestos químicos con gran precisión. Sus aplicaciones van desde la captura de dióxido de carbono y el tratamiento de aguas residuales, hasta la liberación controlada de fármacos o el almacenamiento de energía.
Según explica el investigador asociado MIRO y académico del Departamento de Física de la Universidad de Santiago, Felipe Herrera, «esta es una inversión que partió con ciencia básica fundamental en química inorgánica. Se descubrió una forma de utilizar química conocida para construir arreglos a escala atómica, arreglos que simulan los cimientos de un edificio, por ejemplo. Sobre esos pilares se construyen cosas en la sociedad”, describe.
Esto mismo destacó el Comité Nobel, que aludió a que el trabajo de los galardonados abrió “una nueva forma de pensar en el diseño de materiales”, al combinar la estabilidad de la química metálica con la versatilidad de la química orgánica. Este enfoque ha permitido construir decenas de miles de MOF distintos, muchos de los cuales ya se están usando en investigación aplicada y en la industria.
MIRO y el potencial óptico de los MOF
En el Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), investigadores han explorado también las propiedades ópticas de los cristales metal-orgánicos, particularmente en el desarrollo del cristal MIRO 101, un MOF sintetizado en Chile y comercializado por la startup MAQI.
Este cristal fue desarrollado en la Universidad de Santiago por los académicos Dinesh Singh y Felipe Herrera, y posteriormente fue caracterizado por el equipo que lidera el investigador de la Pontificia Universidad Católica de Chile, Birger Seifert. En sus estudios, el MOF ha demostrado tener un gran potencial para la generación y detección de radiación Terahertz (THz), una región del espectro electromagnético clave para el desarrollo de tecnologías en comunicaciones, seguridad, biomedicina y monitoreo ambiental.
No obstante, Herrera aclara que aquí en Chile se han desarrollado «en un contexto un poco distinto al que la mayoría de las investigaciones se han enfocado”. “Nos interesan estructuras en las cuales la porosidad es muy limitada, muy pequeña. Porque, así como hay gente a la cual le interesa atrapar cosas dentro de los poros, hay algunas aplicaciones en que el hecho de tener moléculas gaseosas en la estructura puede ser perjudicial. Una de esas aplicaciones es la óptica”.
Y complementa, que “hemos hecho experimentos en los últimos tres años que han demostrado el potencial que tiene esta clase de materiales para la fotónica no lineal, para la industria láser, para la industria de censado de moléculas, para la industria de información cuántica. Esta nueva aplicación de los MOFs para óptica es algo que nosotros desde la Universidad de Santiago hemos hecho de forma pionera”.
En esta línea, el MIRO continúa investigando cómo los cristales de estructura metal-orgánica pueden contribuir al avance de la fotónica avanzada, demostrando que los materiales premiados este año con el Nobel de Química no solo tienen un impacto global, sino también un desarrollo activo desde Chile.