به گزارش خبرنگار اجتماعی خبرگزاری تسنیم ، عمر یاغی دانشمند برجسته ای که جایزه نوبل اخیر شیمی او نیز با محوریت تحقیقاتش مرتبط است، مسیر جدیدی را در درک و توسعه مواد شبکه های جهانی گشود. کار او ادامه منطقی فعالیت های رابسون و گاوا بود، اما یاغی توانست این رشته تحقیقاتی را از سطح تحقیقات تجربی به شاخه ای مستقل از شیمی به نام «شیمی مشبک» ارتقا دهد. شاخه‌ای که امروزه اساس یکی از گسترده‌ترین خانواده‌های مواد به نام چارچوب‌های فلزی-آلی (MOF) را تشکیل می‌دهد.
یاغی در سال ۱۹۵۹ در اردن در خانواده ای فلسطینی به دنیا آمد. او در پنج سالگی به همراه خانواده به آمریکا مهاجرت کرد و در پانزده سالگی فعالیت علمی خود را در آمریکا آغاز کرد. اگرچه در رسانه های غربی از او به عنوان “دانشمند آمریکایی” یاد می شود، اما در بیوگرافی رسمی وی ثبت شده است که وی دارای تابعیت فلسطینی، اردنی و آمریکایی است.
آثار Outlaw بر اساس مفهومی است که رابسون در اواخر دهه ۸۰ ارائه کرد. ترکیبات فلزی مرتبط با لیگاندهای آلی. یاغی این سازه ها را بازآفرینی و توسعه داد و آنها را به شبکه های پایدار، منظم و سه بعدی تبدیل کرد. اولین ترکیبات این خانواده ترکیبات مس و پیرازین بودند که حلال آلی را در حفره خود ذخیره می کردند. یاغی نشان داد که در صورت حذف حلال از سازه، فضای خالی ایجاد می شود که می توان از آن برای ذخیره سازی گاز، انتقال کنترل شده مواد و حتی واکنش های شیمیایی استفاده کرد.
اما مسئله تثبیت ساختار یکی از چالش های بزرگ بود. اولین مدل ها از نظر اتصال ضعیف و شکننده بودند. یاغی با درک نحوه پیوند فلز با لیگاندها توانست ترکیبات بادوام تری بسازد. او معمولاً فلز مرکزی را از مس به کبالت یا فلزات مختلف دیگر تغییر می داد تا شبکه هایی با پایداری بالاتر تولید کند. این دیدگاه مبنای ساخت نسل دوم و سوم MOF ها شد.
از سال ۱۹۹۵ تا اوایل دهه ۲۰۰۰، یک گروه سرکش در دانشگاه های آمریکایی بیش از دوازده ساختار جدید را ترکیب کردند که همه آنها دارای ویژگی های زیر بودند:
۱. پایداری حرارتی و مکانیکی بالا،
۲. سطح ویژه بسیار بالا (تا ۸۰۰۰ تا ۹۰۰۰ متر مربع در هر گرم)،
۳. قابلیت تنظیم اندازه حفره و نوع گروه های سطحی
۴. امکان کنترل آب دوستی یا آبگریزی،
۵. قابلیت ذخیره، جداسازی و انتقال گازها در مقیاس صنعتی.
از این مرحله بود که چارچوب های فلزی-آلی وارد عرصه صنعت شدند. یاغی و تیمش این ساختارها را به کاربردهایی مانند ذخیره سازی هیدروژن، جذب دی اکسید کربن و تحویل هدفمند دارو گسترش دادند. فناوری هایی که امروزه اساس بسیاری از طرح های سبز و نانو را تشکیل می دهند.
یاغی در یکی از تحقیقات جانبی موفق به ساخت ترکیباتی بدون حضور فلز اما با همان اصول شبکه شد. این ترکیبات جدید که از پیوندهای کاملا کووالانسی تشکیل شده‌اند، «COF» یا چارچوب‌های آلی کووالانسی نامیده می‌شوند. اگرچه این خط تحقیق مستقیماً مبنای جایزه نوبل اخیر نیست، اما نقطه عطف مهمی در تاریخ علم محسوب می شود و نشان می دهد که چگونه یاغی با حذف فلز از مرکز شبکه، مفهوم جدیدی از مواد سفارش داده شده را تعریف کرد.
ویژگی خاص کار یاغی این است که نشان داد طراحی هدفمند عیوب در شبکه می تواند عملکرد مواد را به طور مثبت تغییر دهد. نقص هایی که مانند نقاط ضعف به نظر می رسند در واقع واکنش یا مسیر انتقال الکترون را تنظیم می کنند. این دانش بعدها نقش کلیدی در ساخت نیمه هادی ها و مواد هوشمند صنعتی ایفا کرد.
اهمیت آثار علمی یاغی باعث شد که مفهوم «شیمی شبکه» به سرعت در سطح جهانی گسترش یابد. طبق آمار از ابتدای سال ۱۳۷۹ تاکنون بیش از یکصد هزار مقاله در زمینه اسکلت فلزی-آلی منتشر شده است که بخش مهمی از آنها بر اساس روش ها و ترکیباتی است که برای اولین بار در گروه تحقیقاتی یاغی معرفی شد.
امروزه نام عمر یاغی در کنار رابسون و گاوا سه رکن اصلی شکل گیری علم مدرن مصالح مشبک به شمار می رود. ترکیبات او راه خود را از آزمایشگاه های دانشگاهی به فناوری های دارویی، کاتالیزوری و حتی ذخیره انرژی باز کرده است.
در میان ده ها کاربرد صنعتی، یک نمونه نمادین از ترکیب علم شبکه و پزشکی مدرن، داروی ضد سرطان “سیسپلاتین” است. دارویی بر پایه فلز پلاتین که از همان منطق پیوندهای هماهنگی و تفاوت ایزومرهای هندسی آن (سیس و ترانس) استفاده می کند، اثر درمانی یا بی اثر بودن دارو را تعیین می کند. کشف تصادفی این ترکیب، خود نمونه ای از جهش های علمی است که حاصل تلاش و کنجکاوی محققان مانند یک سرکش است.
امروزه، نام عمر یاغی نه تنها با جایزه نوبل، بلکه با تأسیس نسلی از نانومواد هوشمند مرتبط است – موادی که اساس بسیاری از فناوری‌های ذخیره انرژی، تصفیه محیط زیست و تحویل پیشرفته دارو را تشکیل می‌دهند و چهره آینده شیمی کاربردی را کاملاً تغییر داده‌اند.
انتهای پیام
منبع:تسنیم
