Giải Nobel Hóa học 2025 và các giải Nobel Hóa học trong 10 năm gần đây

Hà Nội (TTXVN 7/10/2025) Chiều ngày 8/10/2025 (giờ Việt Nam), tại thủ đô Stockholm, Hội đồng Nobel của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển công bố Giải Nobel Hóa học năm 2025 thuộc về 3 nhà khoa học là ông Susumu Kitagawa, Đại học Kyoto (Nhật Bản), ông Richard Robson, Đại học Melbourne (Australia) và ông Omar M. Yaghi, Đại học California, Berkeley (Mỹ) cho các công trình phát triển các Khung kim loại-hữu cơ (MOF), một cấu trúc phân tử linh hoạt, góp phần giải quyết những thách thức lớn nhất của nhân loại.

Đây là giải Nobel thứ 3 được công bố của mùa giải Nobel năm nay, sau giải Nobel Vật lý và Nobel Y Sinh.

* Vinh danh những phát minh về kim loại hữu cơ

Ba nhà khoa học trên đã tạo ra các cấu trúc phân tử với không gian rộng lớn, cho phép khí và các hóa chất khác lưu thông. Cấu trúc khung kim loại-hữu cơ này có thể được sử dụng để thu thập nước từ không khí sa mạc, thu giữ CO2, lưu trữ khí độc hoặc xúc tác các phản ứng hóa học. MOF cũng có thể thúc đẩy các phản ứng hóa học hoặc dẫn điện.

Những nghiên cứu của các nhà khoa học bắt đầu vào năm 1989, khi nhà khoa học Robson thử nghiệm việc sử dụng các đặc tính vốn có của nguyên tử theo một cách mới. Ông kết hợp các ion đồng tích điện dương với một phân tử 4 nhánh; phân tử này có một nhóm hóa chất bị thu hút bởi các ion đồng ở cuối mỗi nhánh. Khi kết hợp lại, chúng liên kết với nhau tạo thành một tinh thể rộng rãi, ngăn nắp, giống như một viên kim cương chứa vô số lỗ rỗng. Ông Robson ngay lập tức nhận ra tiềm năng của cấu trúc phân tử này, nhưng khi đó cấu trúc này không ổn định và dễ sụp đổ.

Từ năm 1992-2003, các nhà khoa học Kitagawa và Yaghi đã đặt nền móng vững chắc cho phương pháp trên. Ông Kitagawa đã chứng minh rằng khí có thể chảy vào và ra khỏi các cấu trúc và dự đoán rằng MOF có thể được chế tạo linh hoạt. Về phần mình, ông Yaghi đã tạo ra một MOF rất ổn định và chứng minh rằng cấu trúc này có thể được biến đổi bằng thiết kế hợp lý, mang lại cho nó những đặc tính mới và mong muốn.

Tiếp nối những khám phá đột phá của các nhà khoa học đoạt giải, các nhà hóa học đã chế tạo hàng chục nghìn MOF khác nhau. Một số trong đó đã góp phần giải quyết những thách thức lớn nhất của nhân loại, với các ứng dụng như tách PFAS (các hóa chất vĩnh cửu) khỏi nước, phân hủy dấu vết dược phẩm trong môi trường, thu giữ CO2 hoặc thu nước từ không khí sa mạc.

Chủ tịch Ủy ban Nobel Hóa học, ông Heiner Linke đánh giá: "MOF có tiềm năng to lớn, mang đến những cơ hội chưa từng thấy cho các vật liệu tùy chỉnh với chức năng mới".

Nobel Hóa học là giải thưởng thứ 3 được công bố trong mùa giải Nobel năm 2025. Giải Nobel Hóa học đã được trao 116 lần cho 197 nhà khoa học, kể từ năm 1901 đến năm 2024. Lễ trao các giải Nobel sẽ được tổ chức vào ngày 10/12 tới tại Stockholm (Thụy Điển) và Oslo (Na Uy). Mỗi giải thưởng gồm huy chương, bằng chứng nhận cá nhân và khoản tiền thưởng 11 triệu kronor Thụy Điển (tương đương 1,2 triệu USD).

* Các giải Nobel Hóa học trong 10 năm gần đây

- Năm 2024: Giải Nobel Hóa học năm 2024 thuộc về hai công trình sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để "giải mã" cấu trúc protein. Các tác giả gồm Giáo sư David Baker thuộc Đại học Washington (Mỹ) với công trình thiết kế các loại protein hoàn toàn mới dựa trên phương pháp tính toán, và hai nhà khoa học John M. Jumper (người Mỹ), Demis Hassabis (người Anh) đến từ công ty Google DeepMind với mô hình dự đoán cấu trúc protein.

Những phát hiện này có tiềm năng to lớn bởi protein được xem là những công cụ hóa học vi diệu của sự sống. Các nhà khoa học đã tạo ra nhiều loại protein, bao gồm những loại có thể dùng làm dược phẩm, vaccine, vật liệu nano và các cảm biến nhỏ. Ngoài vô số ứng dụng khoa học, các nhà nghiên cứu còn có thể hiểu rõ hơn tình trạng kháng thuốc kháng sinh và tạo ra hình ảnh về các enzyme có thể phân hủy nhựa…

- Năm 2023: Giải Nobel Hóa học năm 2023 thuộc về các nhà khoa học Moungi Bawendi, Louis Brus và Alexei Ekimov, về công trình khám phá và tổng hợp các chấm lượng tử, giúp cách mạng hóa các ngành công nghiệp. Chấm lượng tử là những hạt rất nhỏ, có đường kính chỉ khoảng từ 2-10 nano mét, tương đương với 50 nguyên tử. Đây là công nghệ đã giúp cách mạng hóa các ngành công nghiệp từ điện tử tiêu dùng đến chăm sóc sức khỏe. Theo đó, các hạt này được sử dụng trong sản xuất đèn LED, màn hình TV và cũng có thể được sử dụng trong phẫu thuật loại bỏ mô ung thư.

- Năm 2022: Giải Nobel Hóa học năm 2022 thuộc về 3 nhà khoa học Carolyn R. Bertozzi (Mỹ), Morten Meldal (Đan Mạch) và K. Barry Sharpless (Mỹ) về sự phát triển của nghiên cứu phản ứng hóa học click và phản ứng hóa học sinh trực giao, được sử dụng trong phát triển dược phẩm và lập bản đồ ADN. Hội đồng Nobel Hóa học đánh giá giải Nobel Hóa học 2022 đã tập trung vào phương pháp giúp vấn đề trở nên đơn giản và dễ dàng hơn. Những phân tử hữu dụng có thể được xây dựng theo cách thức trực tiếp hơn.

- Năm 2021: Giải Nobel Hóa học năm 2021 thuộc về hai nhà khoa học Benjamin List (người Đức) và David MacMillan (người Mỹ) với công trình khoa học nghiên cứu sự phát triển chất hữu cơ bất đối xứng làm xúc tác. Hai nhà khoa học Benjamin List và David MacMillan đã nghiên cứu và phát triển hình thức xúc tác hữu cơ không đối xứng (asymmetric organocatalysis) trong quá trình hình thành phân tử. Nghiên cứu này có thể ứng dụng vào nghiên cứu dược phẩm đồng thời giúp hóa học trở nên thân thiện hơn với môi trường.

- Năm 2020: Giải Nobel Hóa học năm 2020 thuộc về hai nhà hóa học nữ, gồm nhà hóa học Emmanuelle Marie Charpentier (người Pháp) và nhà hóa học Jennifer Jennifer Anne Doudna (người Mỹ) với công trình phát triển phương pháp chỉnh sửa gene, mở đường cho những phương thức chữa bệnh mới.

- Năm 2019: Ba nhà khoa học gồm John B.Goodenough (người Mỹ), M.Stanley Wittingham (người Anh) và Akira Yoshino (người Nhật Bản) được trao giải Nobel Hóa học 2019 với công trình nghiên cứu và phát triển các loại pin lithium-ion. Phát minh này rất quen thuộc với con người, đặc biệt phổ biến trong các thiết bị điện tử như điện thoại di động, xe hơi, các thiết bị giải trí, y tế, xe điện, hàng không... Hội đồng Giải thưởng Nobel đánh giá pin lithium-ion đã tạo ra một cuộc cách mạng cho cuộc sống của con người kể từ khi có mặt trên thị trường vào năm 1991, và loại pin này là "lợi ích vĩ đại nhất đối với nhân loại".

- Năm 2018: Ba nhà khoa học gồm Frances H.Arnold (người Mỹ), George P.Smith (người Mỹ) và Ngài Gregory P.Winter (người Anh) được trao giải Nobel Hóa học 2018 nhờ những nghiên cứu đột phá trong lĩnh vực enzyme và kháng thể, đóng góp cho sự phát triển của ngành hóa chất và dược phẩm. Công trình của ba nhà khoa học trên đề cao sức mạnh của sự tiến hóa, thể hiện thông qua tính đa dạng của sự sống, đem lại lợi ích tối đa cho con người.

- Năm 2017: Ba nhà khoa học Jacques Dubochet (người Thụy Sỹ), Joachim Frank (người Mỹ) và Richard Henderson (người Anh) được trao giải Nobel Hóa học 2017 nhờ phát triển kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh (cryo-electron microscopy) để xác định cấu trúc phân tử có độ phân giải cao trong dung dịch.

- Năm 2016: Ba nhà khoa học Jean-Pierre Sauvage (người Pháp), J.Fraser Stoddart (người Mỹ) và Bernard L. Feringa (người Hà Lan) nhận được giải thưởng Nobel Hóa học 2016 nhờ thiết kế và chế tạo ra các cỗ máy phân tử (hay còn gọi là cỗ máy nano). Bộ ba nhà khoa học này đã thành công trong việc nối các phân tử lại với nhau để thiết kế nên một chiếc máy nâng và các động cơ tí hon cùng với các cơ bắp cực nhỏ. Từ những nghiên cứu trên, họ đã phát triển được những cỗ máy nhỏ nhất thế giới. Nó cho thấy con người có thể tạo ra những cỗ máy nhỏ chỉ bằng 1/1.000 một sợi tóc.

- Năm 2015: Ba nhà khoa học gồm Tomas Lindahl (người Thụy Điển), Paul Modrich (người Mỹ) và Aziz Sancar (mang hai quốc tịch Mỹ và Thổ Nhĩ Kỳ), cùng vinh dự nhận giải Nobel Hóa học 2015, với công trình nghiên cứu về cách thức tế bào sửa chữa những ADN bị hư hại. Nghiên cứu này đã giúp cung cấp kiến thức cơ bản về hoạt động của một tế bào sống, đồng thời cung cấp kiến thức về những nguyên nhân gây ra một số chứng bệnh di truyền ở cấp độ phân tử và những cơ chế đằng sau quá trình phát triển ung thư, lão hóa. Công trình này đã góp phần mở ra các phương pháp mới trong việc điều trị bệnh ung thư…/.

An Ngọc (tổng hợp)