Studenterna skulle bygga molekyler av träkulor och träpinnar, och när han förberedde undervisningsmaterialet behövde Richard Robson se till att de kemiska bindningarna/pinnarna passade i atomerna/hålen i träkulorna. Hålen måste dessutom ha exakt rätt placering, eftersom olika grundämnen har helt egna sätt att forma kemiska bindningar.

Under åren av undervisning vid University of Melbourne växte tanken fram att det kunde gå att sätta in hela molekyler i strukturerna, inte bara atomer. Så en dag byggde Richard Robson en modell inspirerad av diamantens pyramidformade struktur. I stället för kolatomer, som finns i diamant, använde han positivt laddade kopparjoner för att forma pyramiden.

Den mycket luftiga kristall han skapade utifrån sin modell var första steget i utvecklingen av metallorganiska ramverk (metal-organic framework som förkortas MOF), som belönas med 2025 års Nobelpris i kemi. Byggnadsverken har stora hålrum där olika molekyler kan passas in. Till exempel kan MOF:ar användas för att utvinna vatten ur luft, fånga in koldioxid, förvara giftiga gaser eller driva kemiska reaktioner.

– Styrkan med de här materialen är att de är väldigt varierbara, nästan i oändlighet, vilket gör att de kan skräddarsys för olika tillämpningar, säger Olof Ramström, professor i organisk kemi vid Kungliga tekniska högskolan och ledamot i priskommittén för Nobelpriset i kemi.

Till att börja med var Richard Robsons molekylära byggen ganska instabila och föll lätt ihop. Andra kemister förstod inte poängen med dem, men en del anade att han var något viktigt på spåren.

En som trodde på idén var japanen Susumu Kitagawa vid universitetet i Kyoto. Hans devis var att ”även det värdelösa kan bli värdefullt”. Trots många avslag på sina ansökningar om forskningsanslag lyckades han till sist skapa ett metallorganiskt ramverk som var stabilt.

– Att skapa nya material är mycket utmanande. Jag brukar säga till studenter att utmaningar är mycket viktiga i kemin, i vetenskapen, sa Susumu Kitagawa vid tillkännagivandet av priset i oktober.

Hans genombrott 1997 var en MOF med kanaler som kunde fyllas med olika gaser, som metan, kväve och syre. Det gick även att släppa ut gasen utan att ramverket ändrades.

Redan då fanns dock konkurrens av en annan sorts stabila, ihåliga material – zeoliter. Därför skrev Susumu Kitagawa ett inlägg i japanska kemisällskapets tidskrift om fördelarna med MOF:ar. Till exempel kan de göras mjuka, till skillnad från zeoliter som ofta är hårda.

Under 1990-talet intresserade sig även Omar Yaghi, då vid Arizona State university i USA, för metallorganiska ramverk. I experiment visade han att två nätformiga MOF:ar kunde värmas till 350 grader Celsius utan att falla ihop.

År 1999 nådde Omar Yaghi en av­görande milstolpe. Han utvecklade då MOF-5, som blivit en klassiker i MOF-sammanhang. MOF-5 har en extremt stor inre yta, vilket gör att materialet kan absorbera mycket mer gas än zeoliter.

– Många ansåg ju att de här materialen var helt omöjliga, säger Lars Öhrström, professor på institutionen för kemi och kemiteknik vid Chalmers tekniska högskola och MOF-forskare.

– Äldre professorer skakade på huvudet åt dessa unga personer med konstiga idéer. Så att verkligen visa att materialen var porösa, och att det som fyllde hålrum och kanaler gick att få ut, utan att strukturen kollapsade, var det som verkligen fick i gång området, säger Lars Öhrström.

Den här artikeln bygger delvis på tidigare rapportering på fof.se.