Nya supermaterial kommer förändra världen enligt Nobelpristagare

Kemisten Omar Yaghi, Nobelpristagare i kemi och professor vid University of California, Berkeley, menar att vi står mitt i en materialvetenskaplig revolution. Med hjälp av så kallade metall-organiska ramverk (MOF:er) och kovalenta organiska ramverk (COF:er) kan forskare i dag designa material med en precision som tidigare varit omöjlig.

Dessa nya supermaterial är extremt porösa – ett enda gram kan ha en inre yta motsvarande en fotbollsplan – vilket gör dem särskilt lämpade för att fånga och lagra molekyler. I praktiken fungerar de som kemiska svampar som kan absorbera koldioxid ur luften eller utvinna vattenånga även i mycket torra miljöer.

Lade grunden för nytt forskningsfält

”Vi letar efter platser där det inte finns något material för en viss uppgift, eller där det befintliga gör jobbet dåligt, och sedan designar vi något bättre. När vi blir bättre på att skapa material kommer vi också att höja samhällets standarder”, säger han till New Scientist.

Yaghis genombrott kom i slutet av 1990-talet, då hans forskargrupp visade att det faktiskt gick att bygga kristallina material molekyl för molekyl, trots att naturen annars tenderar mot oordning. Detta lade grunden för ett nytt forskningsfält: Retikulär kemi, där material konstrueras systematiskt snarare än uppstår av en slump.

Kan lösa vattenförsörjning

I dag används MOF:er och COF:er i forskning kring koldioxidinfångning, vattenförsörjning och katalys. Ett av de senaste materialen, COF-999, har visat sig särskilt effektivt för att fånga koldioxid direkt ur luften. Parallellt utvecklas system som kan producera tusentals liter dricksvatten per dag genom att dra fukt ur atmosfären – en teknik som kan få stor betydelse i torra och vattenfattiga regioner.

Nästa steg är storskalig produktion. Enligt Yaghi kan artificiell intelligens spela en avgörande roll genom att kraftigt förkorta tiden det tar att designa nya material med skräddarsydda egenskaper.

”Vi kan nu designa material på sätt vi aldrig tidigare kunnat. Det här är början på en ny tidsålder inom kemin”, säger Yaghi.

Läs även: Chalmers: ”Löser stort globalt problem”

Läs även: Forskarnas nödrop: 85 sekunder kvar till jordens undergång