سوسومو کیتاگاوا: پیشگام شیمی مواد متخلخل و برنده نوبل شیمی ۲۰۲۵

نوبل شیمی 2025: سوسومو کیتاگاوا و میراث کریستال‌های هوشمند

بیوگرافی سوسومو کیتاگاوا

در دنیای شیمی مدرن، جایی که مواد نوین مرزهای فناوری و محیط زیست را جابه‌جا می‌کنند، نام سوسومو کیتاگاوا به عنوان یکی از معماران اصلی این تحول می‌درخشد. این دانشمند ژاپنی، متولد 1951 در کیوتو، در 8 اکتبر 2025 به همراه ریچارد رابسون از دانشگاه ملبورن و عمر یاگی از دانشگاه برکلی، برنده جایزه نوبل شیمی شد. این جایزه به پاس “توسعه چارچوب‌های فلزی-آلی” (MOFs) به آن‌ها اهدا گردید ، موادی متخلخل که مانند اسفنج‌های مولکولی عمل می‌کنند و پتانسیل بی‌نظیری در جذب گازها، تصفیه آب و ذخیره‌سازی انرژی دارند. کیتاگاوا، با بیش از چهار دهه تحقیق در شیمی هماهنگی، نه تنها پایه‌های علمی این مواد را محکم کرد، بلکه افق‌های جدیدی برای کاربردهای عملی آن‌ها گشود. این مقاله به بررسی جامع زندگی، دستاوردها و میراث این دانشمند برجسته می‌پردازد.

زندگی اولیه و تحصیلات

سوسومو کیتاگاوا در 4 ژوئیه 1951 در شهر تاریخی کیوتو، ژاپن، چشم به جهان گشود. کیوتو، با میراث فرهنگی غنی و سنت‌های علمی عمیق، بستری ایده‌آل برای پرورش استعدادهای جوان فراهم می‌کرد. از کودکی، کیتاگاوا به علوم طبیعی علاقه‌مند بود و این اشتیاق او را به سمت شیمی هدایت کرد. او در دانشگاه کیوتو، یکی از معتبرترین مراکز علمی ژاپن، تحصیلات خود را آغاز نمود.

در سال 1974، کیتاگاوا مدرک کارشناسی علوم (BS) خود را در رشته شیمی هیدروکربنی از دانشگاه کیوتو دریافت کرد. سپس، از 1975 تا 1979، به عنوان دانشجوی دکتری در همان دانشگاه به تحقیق پرداخت و در نهایت مدرک دکترای خود را در شیمی هیدروکربنی کسب نمود. دوران تحصیل او همزمان با پیشرفت‌های سریع شیمی ارگانیک در ژاپن بود و کیتاگاوا تحت تأثیر اساتید برجسته‌ای قرار گرفت که بر شیمی هماهنگی و مواد ترکیبی تمرکز داشتند. این پایه‌های محکم، او را برای ورود به عرصه پژوهش آماده کرد و نشان داد که چگونه یک محیط آکادمیک غنی می‌تواند استعدادها را شکوفا کند.

مسیر حرفه‌ای

مسیر حرفه‌ای کیتاگاوا ترکیبی از صعود مداوم و تعهد به آموزش و پژوهش است. بلافاصله پس از اخذ دکترا در 1979، او به عنوان استادیار در دانشگاه کین‌دای (Kindai University) منصوب شد. در 1983 به مربی‌گری و در 1988 به دانشیاری ارتقا یافت. این سال‌ها، او را با چالش‌های تدریس و تحقیق در سطح دانشگاهی آشنا کرد و مهارت‌هایش را در شیمی معدنی صیقل داد.

در 1992، کیتاگاوا به دانشگاه متروپولیتن توکیو پیوست و به عنوان استاد شیمی معدنی مشغول به کار شد. اما نقطه عطف واقعی در 1998 رخ داد، زمانی که به دانشگاه کیوتو بازگشت و به عنوان استاد شیمی عملکردی معدنی در دپارتمان شیمی مصنوعی و بیولوژیکی منصوب گردید. در 2007، او نقش کلیدی در تأسیس مؤسسه علوم سلولی-مواد یکپارچه (iCeMS) در دانشگاه کیوتو ایفا کرد و به عنوان معاون مدیر منصوب شد. از 2013 تاکنون، به عنوان مدیر این مؤسسه و استاد برجسته فعالیت می‌کند. iCeMS، با تمرکز بر مواد نوین و زیست‌فناوری، نمادی از نوآوری کیتاگاوا است.

علاوه بر این، کیتاگاوا تجربیات بین‌المللی ارزشمندی کسب کرد. از 1986 تا 1987، به عنوان مهمان‌پژوه در دانشگاه تگزاس A&M با همکاری اف. آلبرت کوتون کار کرد. در 1996 نیز در دانشگاه شهر نیویورک حضور یافت. در 2011، به عضویت شورای علمی ژاپن درآمد و در 2021، نماینده ژاپن و دانشگاه کیوتو در سمپوزیوم ژاپن-تایوان بود که بر همکاری‌های زیست‌پزشکی تمرکز داشت. همچنین، در 2018 مدرک افتخاری از دانشگاه فنی مونیخ دریافت کرد. این مسیر، او را از یک پژوهشگر جوان به رهبری جهانی در شیمی تبدیل کرد.

تحقیقات و دستاوردها

تحقیقات کیتاگاوا عمدتاً بر شیمی هماهنگی، ترکیبات هیبریدی ارگانیک-معدنی و خواص فیزیکی-شیمیایی پلیمرهای هماهنگی متخلخل و چارچوب‌های فلزی-آلی (MOFs) متمرکز است. او یکی از پیشگامان این حوزه است و کارهایش بر پایه کشف‌های ماکوتو فوجی‌تا در 1994 و عمر یاگی در 1995 بنا شد.

در 1997، کیتاگاوا گزارشی کلیدی منتشر کرد که نشان داد ساختارهای پلیمر هماهنگی خواص جذب گاز دارند ، گامی انقلابی که MOFs را به عنوان مواد جاذب مولکول‌های کوچک معرفی کرد. بین 1992 تا 2003، او پایه‌های محکمی برای روش ساخت MOFs فراهم آورد و نشان داد که گازها می‌توانند آزادانه در این ساختارهای مولکولی جریان یابند. علاوه بر این، پیش‌بینی کرد که MOFs می‌توانند انعطاف‌پذیر باشند، که این ایده بعدها به “کریستال‌های متخلخل نرم” (soft porous crystals) منجر شد، موادی که با تحریک شیمیایی یا فیزیکی، تغییرات ساختاریگسترده نشان می‌دهند.

از کارهای پراستناد او می‌توان به بررسی 2004 بر پلیمرهای هماهنگی متخلخل عملکردی، مطالعه 2005 بر خواص دینامیک این مواد بر پایه پیوندهای هیدروژنی، و بررسی 2009 بر کریستال‌های متخلخل نرم اشاره کرد. این دستاوردها، هزاران MOF جدید را ممکن ساختند که امروزه در جذب دی‌اکسید کربن، استخراج آب از هوای بیابان، ذخیره گازهای سمی، کاتالیز واکنش‌ها، جداسازی PFAS از آب و تجزیه داروها در محیط زیست کاربرد دارند. تحقیقات کیتاگاوا نه تنها تئوریک، بلکه کاربردی است و به حل چالش‌های جهانی مانند تغییرات آب و هوایی و آلودگی کمک می‌کند.

جایزه نوبل و اهمیت آن

جایزه نوبل شیمی 2025، که تنها ساعاتی پیش اعلام شد، نقطه اوج حرفه کیتاگاوا است. کمیته نوبل تأکید کرد که این سه دانشمند “اولین چارچوب‌های فلزی-آلی را ایجاد کردند” و MOFs را به عنوان “یک نوع جدید معماری مولکولی” توصیف کرد. برای کیتاگاوا، 74 ساله و استاد دانشگاه کیوتو، این جایزه تأییدی بر دهه‌ها تلاش است. او در بیانیه‌ای کوتاه پس از اعلام، از همکارانش قدردانی کرد و بر پتانسیل MOFs برای “یک آینده پایدار” تأکید ورزید.

اهمیت این جایزه فراتر از شناخت فردی است؛ MOFs می‌توانند انقلاب صنعتی جدیدی ایجاد کنند، از ذخیره هیدروژن برای انرژی پاک تا فیلترهای پیشرفته برای آب آشامیدنی.

جوایز و افتخارات دیگر

کیتاگاوا پیش از نوبل، جوایز متعددی دریافت کرده است:

جایزه تحقیقاتی هومبولت (2008)

جایزه لوریات‌های استناد تامسون رویترز (2010)

مدال با روبان بنفش (2011، بالاترین افتخار علمی ژاپن)

جایزه دو ژن (2013)

جایزه آکادمی ژاپن (2016)

او همچنین عضو افتخاری سلطنتی جامعه (ForMemRS) است و مدرک افتخاری از دانشگاه فنی مونیخ دارد. این افتخارات، تعهد او به تعالی علمی را نشان می‌دهند.

زندگی شخصی

اطلاعات کمی درباره زندگی شخصی کیتاگاوا در دسترس است، که نشان‌دهنده تمرکز او بر کار حرفه‌ای است. او در کیوتو زندگی می‌کند و به عنوان معاون اجرایی برای ترویج پژوهش در دانشگاه کیوتو خدمت می‌کند. کیتاگاوا به عنوان یک مربی الهام‌بخش شناخته می‌شود و شاگردانش در سراسر جهان پراکنده‌اند. علاقه او به فرهنگ ژاپنی و همکاری‌های بین‌المللی، او را به یک دیپلمات علمی تبدیل کرده است.

نتیجه‌گیری

سوسومو کیتاگاوا، با ذهن خلاق و تعهد بی‌وقفه، شیمی را از آزمایشگاه به زندگی روزمره برد. جایزه نوبل 2025 نه تنها میراث او را تثبیت می‌کند، بلکه نویدبخش آینده‌ای است که در آن مواد هوشمند، مشکلات جهانی را حل می‌کنند. در دنیایی که پایداری کلیدی است، کارهای کیتاگاوا یادآوری می‌کند که علم، ابزاری قدرتمند برای تغییر است. او نه تنها یک برنده نوبل، بلکه یک الهام‌بخش برای نسل‌های آینده شیمی‌دانان است.

گرد آوری:بخش علمی موزستان