به گزارش خبرنگار اجتماعی خبرگزاری تسنیم، عمر یاغی، دانشمند برجستهای که جایزه نوبل شیمی اخیر نیز با محور پژوهشهای او ارتباط دارد، مسیر تازهای را در فهم و توسعه مواد شبکهای جهان گشود. کار او ادامه منطقی فعالیتهای رابسون و گاوا بود، اما یاغی توانست این خط پژوهشی را از سطح بررسی تجربی به شاخهای مستقل از شیمی تحت عنوان «شیمی شبکهای» (Reticular Chemistry) ارتقا دهد؛ شاخهای که امروزه بنیان یکی از گستردهترین خانوادههای مواد موسوم به چارچوبهای فلزی–آلی یا Metal–Organic Frameworks (MOF) را تشکیل میدهد.
یاغی در سال 1959 در کشور اردن، از خانوادهای فلسطینی متولد شد. او در پنجسالگی با خانوادهاش به ایالات متحده مهاجرت کرد و در پانزدهسالگی مسیر علمی خود را در آمریکا آغاز کرد. هرچند در رسانههای غربی از او به عنوان «دانشمند آمریکایی» یاد میشود، اما در زندگینامه رسمیاش ثبت شده که تابعیت همزمان فلسطینی، اردنی و آمریکایی دارد.
کارهای یاغی بر پایه مفهومی است که رابسون در اواخر دهه 80 میلادی ارائه داده بود؛ ترکیبات فلزی متصلشده با لیگاندهای آلی. یاغی این ساختارها را بازآفرینی و توسعه داد و آنان را به شبکههایی پایدار، منظم و سهبعدی تبدیل کرد. نخستین ترکیبات این خانواده از جنس ترکیبات مس و پیرازین بودند که در حفرههای خود حلال آلی را ذخیره میکردند. یاغی نشان داد اگر حلال از ساختار خارج شد، فضای خالی ایجاد میشود که میتواند برای ذخیره گاز، ترابری کنترلشده مواد و حتی انجام واکنشهای شیمیایی بهرهبرداری شود.
اما مسئله پایدارسازی ساختار از چالشهای بزرگ بود؛ نخستین مدلها از نظر پیوند، ضعیف و شکننده بودند. یاغی با درک چگونگی پیوند فلز با لیگاندها توانست ترکیباتی با دوام بیشتر بسازد. او معمولاً فلز مرکزی را از مس به کبالت یا فلزات متنوع دیگر تغییر میداد تا شبکههای دارای پایداری بالاتر تولید کند. این دیدگاه پایهی ساخت نسل دوم و سوم MOFها شد.
از سال 1995 تا اوایل دهه 2000، گروه یاغی در دانشگاههای آمریکا بیش از دهها ساختار نو سنتز کرد که همگی دارای ویژگیهای مشترک زیر بودند:
1. پایداری حرارتی و مکانیکی بالا،
2. سطح ویژه بسیار زیاد (تا 8000 تا 9000 متر مربع در هر گرم)،
3. قابلیت تنظیم اندازه حفره و نوع گروههای سطحی،
4. امکان کنترل خاصیت آبدوستی یا آبگریزی،
5. توانایی ذخیره، جداسازی و حمل گازها در مقیاس صنعتی.
از همین مرحله بود که چارچوبهای فلزی–آلی به عرصه صنعت راه یافتند. یاغی و تیمش این ساختارها را به کاربردهایی مانند ذخیره هیدروژن، جذب دیاکسیدکربن و دارورسانی هدفمند گسترش دادند؛ فناوریهایی که امروز اساس بسیاری از طرحهای سبز و نانویی را تشکیل میدهند.
در یکی از پژوهشهای جانبی، یاغی موفق شد ترکیباتی بدون وجود فلز، اما با همان اصول شبکهای بسازد؛ این ترکیبات جدید که از پیوندهای کاملاً کووالانسی تشکیلشدهاند، “COF” یا Covalent Organic Frameworks نامیده شدند. هرچند این خط پژوهش مستقیماً پایه جایزه نوبل اخیر نیست، اما در تاریخ علم نقطهی عطف مهمی بهشمار میرود و نشان میدهد که یاغی چگونه با برداشتن فلز از مرکز شبکه، مفهوم جدیدی از مواد نظمیافته را تعریف کرده است.
ویژگی خاص کارهای یاغی در آن است که نشان داد طراحی هدفمند نقص در شبکه میتواند عملکرد ماده را بهصورت مثبت تغییر دهد؛ نقصهایی که در ظاهر ضعف به نظر میرسند، در واقع مسیر واکنش یا انتقال الکترون را تنظیم میکنند. همین شناخت بعدها در ساخت نیمههادیها و مواد هوشمند صنعتی نقش کلیدی یافت.
اهمیت آثار علمی یاغی باعث شد که مفهوم «شیمی شبکهای» به سرعت در سطح جهانی فراگیر شود. طبق آمار، از اوایل سال 2000 تاکنون بیش از صد هزار مقاله در زمینه چارچوبهای فلزی–آلی منتشر شده است و بخش مهمی از آنها مبتنی بر روشها و ترکیباتی است که نخستین بار در گروه تحقیقاتی یاغی معرفی شد.
امروزه نام عمر یاغی در کنار رابسون و گاوا، سه رکن اصلی شکلگیری علم نوین مواد شبکهای دانسته میشود. ترکیبات او از آزمایشگاههای دانشگاهی تا صنایع دارویی، کاتالیزوری و حتی فناوریهای مربوط به ذخیره انرژی مسیر خود را گشودهاند.
در میان دهها کاربرد صنعتی، نمونهای نمادین از تلفیق علم شبکهای و پزشکی نوین را داروی ضدسرطان «سیسپلاتین» تشکیل میدهد؛ دارویی بر پایه فلز پلاتین که از همان منطق پیوندهای هماهنگی استفاده میکند و تفاوت ایزومرهای هندسی آن (سیس و ترانس) تعیینکننده اثر درمانی یا بیاثری دارو است. کشف تصادفی این ترکیب، خود نمونهای از جهشهای علمی است که با تلاش و کنجکاوی پژوهشگران مانند یاغی به ثمر میرسد.
امروز، نام عمر یاغی نهتنها با جایزه نوبل، بلکه با بنیانگذاری نسلی از مواد نانویی هوشمند گره خورده است — موادی که پایه بسیاری از فناوریهای ذخیره انرژی، تصفیه محیط زیست، و دارورسانی پیشرفته را تشکیل میدهند و چهره آینده شیمی کاربردی را بهکلی دگرگون ساختهاند.
انتهای پیام/