Esta nova forma de arquitetura molecular, com porosidade e versatilidade sem precedentes, promete resolver alguns dos maiores desafios da humanidade.

As estruturas metalorgânicas, ou MOFs, são materiais porosos construídos à escala molecular, onde iões metálicos funcionam como nós ou “pedras angulares”, interligados por moléculas orgânicas.

Esta arquitetura cria estruturas tridimensionais com cavidades internas, resultando numa área de superfície interna extraordinariamente vasta.

Um dos artigos cita o exemplo do MOF-5, desenvolvido por Yaghi, em que uma peça do tamanho de um dado teria uma superfície interna equivalente a um campo de futebol. A investigação pioneira começou em 1989 com Richard Robson, que demonstrou o potencial de combinar iões de cobre para formar um cristal poroso, embora instável.

Posteriormente, entre 1992 e 2003, Susumu Kitagawa e Omar Yaghi, trabalhando de forma independente, fizeram descobertas cruciais que conferiram estabilidade e funcionalidade a estes materiais. Kitagawa demonstrou que os gases podiam entrar e sair das estruturas, enquanto Yaghi criou MOFs muito estáveis e mostrou que poderiam ser modificadas através de um “design racional”. As aplicações potenciais são vastas e revolucionárias, incluindo a captura de água do ar do deserto, a separação de dióxido de carbono, o armazenamento de gases tóxicos e a decomposição de poluentes como produtos farmacêuticos ou os “químicos eternos” (PFAS). Em Portugal, investigadores do Instituto Superior Técnico já exploram estes materiais para aplicações médicas, como a libertação controlada de óxido nítrico para tratar doenças, e para a separação de gases com menor consumo energético.

Segundo Moisés Pinto, professor do IST, estas estruturas funcionam “como se fosse a estrutura de um edifício, mas ao nível molecular”.