Bilim insanları sera gazlarını emen türünün ilk molekülünü keşfetti

“Kafesleme”, bilim adamlarının, karbondioksiti ve başka bir daha güçlü sera gazını hapsetmek için kullanılabilecek, moleküler yapısı bakımından benzersiz olan yeni bir tür gözenekli malzemeyi tanımlama şeklidir.

Birleşik Krallık ve Çin’deki araştırmacılar tarafından laboratuvarda sentezlenen malzeme, üçgen prizmanın yapı taşlarını daha büyük, daha simetrik tetrahedral kafesler halinde birleştiren reaksiyonlarla iki aşamada üretiliyor ve türünün ilk moleküler yapısı üretiliyor. Ekip iddia ediyor.

Ortaya çıkan malzeme, bol miktarda polar molekülle birlikte karbondioksit (CO2) gibi sera gazlarını çeker ve tutar.₂) güçlü bir yakınlıkla. Ayrıca endüstriyel ortamlarda ıslak veya ıslak gaz akımlarından karbon yakalamada kullanımı açısından kritik olan suda mükemmel stabilite göstermiştir.

‘Bu heyecan verici bir keşif’ o diyor Edinburgh’daki Heriot-Watt Üniversitesi’nde malzeme bilimcisi ve çalışmanın kıdemli yazarı Mark Little şunları söyledi: “Çünkü sera gazlarını yakalamak ve depolamak gibi toplumun en büyük zorluklarını çözmeye yardımcı olacak yeni gözenekli malzemelere ihtiyacımız var.”

Her ne kadar geniş çapta test edilmemiş olsa da, laboratuvar deneyleri yeni kafes benzeri malzemenin aynı zamanda yüksek emiciliğe sahip olduğunu göstermiştir. Sülfür hekzaflorid (SF₆Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneline göre, En güçlü sera gazı.

CO nerede₂ 5-200 yıl boyunca atmosferde kalır, SF₆ 800 ila 3.200 yıl arasında hayatta kalabilir. Bu SF’ye rağmen₆ Atmosfer seviyeleri çok daha düşüktür ve son derece uzun ömrü, SF’yi verir.₆ Küresel ısınma potansiyeli Yaklaşık 23.500 kez CO’nunki₂ 100 yıl öncesiyle karşılaştırıldığında.

Büyük miktarda SF’yi çıkarın₆ Ve Paylaş₂ İklim değişikliğini kontrol altına almak için acilen yapmamız gereken şey, atmosferden ya da atmosfere girmesini engellemektir.

Araştırmacılar bunun etrafını araştırmamız gerektiğini tahmin ediyor 20 milyar ton karbondioksit₂ her yıl Yükseliş eğiliminde olan karbon emisyonlarımızı iptal etmek.

Bugüne kadar karbondan arındırma stratejileri uygulanıyor Yıllık 2 milyar tonama çoğunlukla ağaçlar ve toprak işlerini yapıyor. Hemen hemen %0,1 karbon giderimiKarbon dioksiti emmek için gözenekli malzemeler kullanan doğrudan hava yakalama gibi yeni teknolojiler sayesinde yılda yaklaşık 2,3 milyon ton.₂ Havadan.

Araştırmacılar meşgul Yeni materyaller yaratmak Doğrudan hava yakalamayı daha verimli ve daha az enerji tüketecek şekilde geliştirmek için bu yeni malzeme başka bir seçenek olabilir. Ancak iklim değişikliğinin en kötü etkilerinden kaçınmak için sera gazı emisyonlarını bu gelişen teknolojilerin şu anda yapabileceğinden daha hızlı azaltmaya çalışmalıyız.

Ancak bu küresel soruna çözüm bulmak için elimizden geleni yapmalıyız. Bu kadar yüksek yapısal karmaşıklığa sahip bir malzeme yaratmak, temel moleküller teknik olarak kendi kendine bir araya gelse bile kolay değildi.

Bu stratejinin adı Supramoleküler kendi kendine montaj. Little ve meslektaşları, daha basit yapı taşlarından kimyasal olarak çapraz bağlı yapılar üretebiliyorlar, ancak bazı ince ayarlara ihtiyaç duyuyorlar çünkü “en iyi reaksiyon koşulları çoğu zaman sezgisel olarak açık değil” diyor. yayınlanan makalelerinde açıkladılar.

Nihai molekül ne kadar karmaşıksa, sentezlenmesi de o kadar zor olur ve bu reaksiyonlarda daha fazla moleküler “karışma” meydana gelebilir.

Bu görünmez moleküler etkileşimleri ele almak için araştırmacılar, birincil moleküllerinin bu yeni tür gözenekli malzemede nasıl birleşeceğini tahmin etmek için simülasyonlar kullandılar. Potansiyel başlangıç ​​moleküllerinin geometrisini ve son ürünün kimyasal stabilitesini ve sertliğini hesaba kattılar.

Araştırmacılar, sera gazlarını absorbe etme yeteneğinin yanı sıra, şunları söyledi: Tavsiye etmek Yeni malzemeler aynı zamanda, yeni arabaların içi de dahil olmak üzere yüzeylerden kolayca buhar veya gaza dönüşen uçucu organik bileşikler gibi havadaki diğer zehirli dumanları uzaklaştırmak için de kullanılabilir.

Little, “Bu çalışmayı gelecekte bu tür uygulamaların açılmasına yönelik önemli bir adım olarak görüyoruz” dedi. o diyor.

Çalışma şu tarihte yayınlandı: Doğanın sentezi.