«Le Nobel de cette année s’intéresse à la création de nouvelles pièces pour la chimie», a introduit de façon un peu mystérieuse Hans Ellegren, secrétaire général de l’Académie royale des sciences de Suède, ce mercredi 8 octobre. Il faut dire que le sujet est méconnu du grand public : la plus prestigieuse récompense scientifique pour les chimistes couronne des travaux sur «les constructions moléculaires avec de grands espaces à travers lesquels les gaz et autres produits chimiques peuvent circuler. Ces constructions, appelées réseaux métallo-organiques, peuvent être utilisées pour extraire de l’eau dans l’air du désert, capter du dioxyde de carbone, stocker des gaz toxiques ou catalyser des réactions chimiques».
Trois chercheurs se partagent l’honneur de la récompense : le Japonais Susumu Kitagawa, le Britannique Richard Robson et le Jordanien Omar M. Yaghi. Ils ont «développé une nouvelle forme d’architecture moléculaire» qui contient de «larges cavités», explique le comité Nobel dans son communiqué.
Ce champ de recherche prometteur a débuté en 1989, quand Richard Robson a réussi à exploiter les caractéristiques des atomes d’une nouvelle manière : il a créé une molécule à quatre bras, avec des ions de cuivre au bout de chaque bras. Quand ces molécules s’assemblent entre elles, elles forment un cristal truffé de cavités. Kitagawa a ensuite montré que «des gaz pouvaient entrer dans et sortir de ces structures, et il a prédit qu’on pourrait en créer de telles structures flexibles. Quant à Yaghi, il a mis au point une structure de ce type particulièrement stable, et modifiable facilement selon les besoins, avec des méthodes rationnelles.
Ces matériaux poreux sont aujourd’hui appelés réseaux métallo-organiques (metal–organic frameworks en anglais, ou MOF). Il en existe plusieurs milliers de modèles différents, et ils ouvrent la porte à toutes sortes d’applications pour capter et stocker des substances, voire conduire de l’électricité.
C’est déjà le troisième jour de cette semaine des Nobel. Lundi 6 octobre, l’Académie royale des sciences de Suède a remis le prix de médecine ou physiologie à trois spécialistes du système immunitaire. Mardi, le Nobel de physique a couronné un autre trio pour ses recherches en mécanique quantique à l’échelle macroscopique. Jeudi, ce sera le tour du Nobel de littérature, vendredi celui de la paix, et lundi 13 octobre, la saison se clôturera avec le Nobel d’économie.
En 2024, le Nobel de chimie avait récompensé des travaux sur la forme des protéines. D’un côté, l’Américain David Baker avait développé une méthode pour créer une protéine artificielle, et de l’autre, John M. Jumper et Demis Hassabis, respectivement directeur et cofondateur de Google DeepMind, avaient mis au point un réseau de neurones (une IA) capable de prédire la structure tridimensionnelle des protéines.