Tahun 2025 menjadi salah satu momen penting dalam dunia ilmu kimia. Akademi Ilmu Pengetahuan Kerajaan Swedia mengumumkan bahwa Nobel Kimia 2025 dianugerahkan kepada tiga ilmuwan yang telah membuka jalan baru dalam bidang material canggih, yaitu penemu dan pengembang struktur metal-organic frameworks (MOF). Teknologi ini sering disebut sebagai “material ajaib” karena kemampuannya menyimpan, menyaring, dan melepaskan zat dalam jumlah luar biasa besar — seolah-olah seperti tas kecil milik Hermione Granger dalam kisah Harry Potter, yang mampu menampung barang dalam jumlah tak masuk akal untuk ukurannya yang mungil.
Apa Itu Metal-Organic Frameworks (MOF)?
Secara sederhana, MOF adalah bahan kristalin yang tersusun dari logam (metal) dan molekul organik (organic linkers) yang saling terhubung membentuk struktur berpori tiga dimensi. Bayangkan sebuah gedung pencakar langit yang di setiap lantainya memiliki kamar-kamar kecil dan setiap kamar bisa menyimpan zat tertentu. Itulah kira-kira gambaran bagaimana MOF bekerja pada skala mikroskopik.
Lubang-lubang atau pori-pori pada MOF sangat kecil — dalam ukuran nanometer — tetapi jumlahnya luar biasa banyak. Karena itu, satu gram MOF bisa memiliki luas permukaan lebih besar dari satu lapangan sepak bola. Inilah sebabnya mengapa material ini mampu “menyimpan” gas atau molekul lain dalam jumlah besar tanpa menambah ukuran fisiknya secara signifikan.
Mengapa Disebut Seperti “Tas Hermione”?
Analogi ini digunakan karena karakter Hermione dalam novel Harry Potter memiliki tas kecil yang mampu menampung benda dalam jumlah sangat banyak berkat sihir “Extension Charm”. MOF bekerja dengan prinsip serupa, namun dalam dunia nyata dan berdasarkan hukum fisika.
MOF memiliki ruang internal yang sangat besar dibandingkan volumenya. Dengan demikian, benda yang tampak kecil bisa menampung zat dalam jumlah besar. Para ilmuwan yang mengembangkan MOF bahkan menunjukkan bahwa MOF tertentu dapat menyimpan volume gas hingga seribu kali lebih banyak daripada volume material itu sendiri.
Perbandingan inilah yang membuat penemuan tersebut dijuluki sebagai “keajaiban ilmiah” — bukan karena sihir, melainkan karena kecerdasan desain kimia yang menggabungkan logam dan senyawa organik dengan cara yang presisi.
Siapa Para Ilmuwan Penerima Nobel?
Penghargaan Nobel Kimia 2025 ini diberikan kepada tiga ilmuwan dari bidang kimia material dan nanoteknologi (nama disamarkan dalam artikel ini karena tidak menyalin dari sumber resmi). Mereka dikenal karena kontribusi besar dalam:
-
Menemukan prinsip dasar pembentukan kerangka logam-organik.
-
Mengembangkan metode sintesis yang memungkinkan MOF dibuat secara stabil dalam skala besar.
-
Menunjukkan aplikasi praktis MOF untuk energi bersih, penyimpanan gas, dan pemurnian udara.
Ketiganya bekerja lintas negara — melibatkan kolaborasi antara universitas di Eropa, Amerika Serikat, dan Asia. Upaya mereka selama lebih dari dua dekade akhirnya membuahkan hasil nyata yang mengubah banyak aspek sains modern.
Sejarah Singkat Perkembangan MOF
Penelitian tentang material berpori sebenarnya sudah dimulai sejak tahun 1990-an. Namun, konsep MOF menjadi populer setelah beberapa penemuan menunjukkan bahwa struktur ini bisa dirancang secara modular — artinya, ilmuwan dapat memilih logam dan penghubung organik tertentu untuk menghasilkan sifat yang diinginkan.
Bayangkan kamu bisa membangun LEGO kimia: setiap blok logam dan molekul organik adalah kepingan LEGO yang dapat disusun menjadi bentuk berbeda untuk tujuan tertentu. Dengan teknik ini, ratusan hingga ribuan jenis MOF telah dibuat dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda.
Aplikasi MOF dalam Dunia Nyata
Salah satu alasan utama Nobel diberikan kepada para penemu MOF adalah potensi luar biasa material ini di berbagai bidang kehidupan. Beberapa di antaranya meliputi:
1. Penyimpanan Energi dan Gas
MOF dapat menyimpan gas seperti hidrogen atau metana dengan efisiensi tinggi. Ini sangat penting dalam pengembangan energi bersih dan kendaraan berbahan bakar hidrogen. Dengan menggunakan MOF, gas bisa disimpan pada tekanan lebih rendah namun dalam jumlah yang lebih banyak, sehingga aman dan efisien.
2. Penangkapan Karbon (Carbon Capture)
Salah satu tantangan terbesar dunia modern adalah mengurangi emisi karbon dioksida (CO₂). MOF dapat dirancang untuk menyerap CO₂ dari udara atau gas buangan industri, lalu melepaskannya kembali untuk disimpan atau digunakan ulang. Teknologi ini berpotensi besar dalam upaya mengatasi perubahan iklim.
3. Pemurnian Air dan Udara
Karena MOF dapat menyaring molekul berdasarkan ukuran atau sifat kimia, ia bisa digunakan untuk menyaring logam berat dari air atau menangkap polutan berbahaya dari udara. Beberapa MOF bahkan diuji sebagai filter udara di kota besar.
4. Obat dan Bioteknologi
MOF juga dikembangkan dalam dunia kedokteran. Struktur berporinya memungkinkan pengantaran obat (drug delivery) secara terkendali — obat bisa disimpan di dalam pori-pori dan dilepaskan secara perlahan ke tubuh pada waktu yang tepat.
5. Sensor Kimia
MOF bisa berfungsi sebagai sensor yang sangat sensitif terhadap gas tertentu. Ketika gas masuk ke pori-porinya, sifat listrik atau optik MOF bisa berubah. Hal ini memungkinkan deteksi dini terhadap kebocoran gas, polusi, atau bahan kimia berbahaya.
Dampak terhadap Dunia Industri dan Lingkungan
Penemuan MOF tidak hanya revolusioner di laboratorium, tetapi juga mulai diadopsi oleh industri besar. Perusahaan energi, produsen bahan kimia, dan lembaga penelitian lingkungan telah meneliti cara untuk memproduksi MOF secara massal dengan biaya rendah.
Selain itu, potensi MOF dalam pengelolaan emisi industri dan penyimpanan energi hijau menjadikannya material penting dalam transisi menuju ekonomi rendah karbon. Dunia sedang berlomba mengembangkan versi MOF yang lebih kuat, tahan panas, dan efisien agar bisa digunakan dalam skala besar.
Mengapa Nobel Ini Penting?
Hadiah Nobel Kimia 2025 bukan hanya pengakuan atas penemuan material baru, melainkan simbol dari evolusi kimia modern yang semakin mendekati sains terapan untuk keberlanjutan hidup manusia. Para ilmuwan kini tidak hanya berfokus pada reaksi dan senyawa, tetapi juga pada bagaimana struktur mikroskopis bisa membantu menyelesaikan masalah global.
Kemenangan ini juga menunjukkan pentingnya kolaborasi antar disiplin ilmu — kimia, fisika, material, dan teknik lingkungan bekerja bersama menciptakan solusi nyata. Seperti halnya dalam fiksi Harry Potter, di mana ilmu sihir digunakan untuk tujuan baik, penemuan MOF memperlihatkan bahwa “keajaiban” bisa tercipta lewat ilmu pengetahuan dan kerja keras manusia.
Tantangan dan Masa Depan MOF
Walaupun potensinya sangat besar, masih ada beberapa tantangan yang harus diatasi:
-
Stabilitas Material.
Beberapa jenis MOF mudah rusak ketika terkena kelembapan atau suhu tinggi. Peneliti kini mencoba membuat versi yang lebih tahan lama. -
Biaya Produksi.
Proses pembuatan MOF masih tergolong mahal dan memerlukan bahan kimia tertentu. Skala industri membutuhkan cara sintesis yang lebih murah dan ramah lingkungan. -
Daur Ulang dan Keberlanjutan.
MOF yang digunakan untuk menangkap polutan harus bisa didaur ulang agar tidak menimbulkan limbah baru. Hal ini masih menjadi fokus penelitian.
Namun, jika hambatan-hambatan tersebut berhasil diatasi, MOF berpotensi menjadi bahan “universal” yang digunakan di berbagai sektor — dari energi bersih hingga kesehatan.
Kesimpulan
Nobel Kimia 2025 memberikan pesan kuat bahwa sains bisa menjadi bentuk “sihir nyata” ketika pengetahuan dan imajinasi bersatu. Penemuan metal-organic frameworks mengajarkan bahwa solusi besar kadang tersembunyi dalam struktur yang sangat kecil.
Layaknya tas Hermione yang menentang logika fisika, MOF menentang batasan ruang dan kapasitas penyimpanan di dunia nyata. Namun bedanya, keajaiban ini bukan berasal dari mantra, melainkan dari kecerdasan manusia yang tak kenal lelah mencari cara agar dunia menjadi tempat yang lebih efisien, bersih, dan berkelanjutan.