Oamenii de știință descoperă prima moleculă de acest gen care absoarbe gazele cu efect de seră

„În cușcă” este modul în care oamenii de știință descriu un nou tip de material poros, unic în structura sa moleculară, care poate fi folosit pentru a capta dioxidul de carbon și un alt gaz cu efect de seră mai puternic.

Sintetizat în laborator de cercetători din Marea Britanie și China, materialul este realizat în două etape, cu reacții care adună blocurile de construcție ale prismei triunghiulare în cuști tetraedrice mai mari și mai simetrice – producând prima structură moleculară de acest fel. Susține echipa.

Materialul rezultat, cu abundența sa de molecule polare, atrage și reține gazele cu efect de seră, cum ar fi dioxidul de carbon (CO2).₂) cu afinitate puternică. De asemenea, a demonstrat o stabilitate excelentă în apă, care este critică pentru utilizarea sa în captarea carbonului în medii industriale, din fluxurile de gaze umede sau umede.

„Aceasta este o descoperire interesantă” El spune Mark Little, om de știință în materiale la Universitatea Heriot-Watt din Edinburgh și autor principal al studiului, a spus: „Pentru că avem nevoie de noi materiale poroase pentru a ajuta la rezolvarea celor mai mari provocări ale societății, cum ar fi captarea și stocarea gazelor cu efect de seră”.

Deși nu a fost testat pe scară largă, experimentele de laborator au arătat că noul material asemănător cuștii are și o capacitate mare de absorbție. Hexafluorură de sulf (SF₆), care, potrivit Grupului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice, este Cel mai puternic gaz cu efect de seră.

Unde CO₂ Rămâne în atmosferă 5-200 de ani, SF₆ Poate supraviețui oriunde de la 800 la 3.200 de ani. Asta în ciuda SF₆ Nivelurile sale atmosferice sunt mult mai scăzute, iar durata de viață extrem de lungă dă SF₆ Potențialul de încălzire globală de De aproximativ 23.500 de ori Cel al CO₂ În comparație cu acum peste 100 de ani.

Îndepărtați cantități mari de SF₆ Și împărtășește₂ Din atmosferă, sau împiedicarea acesteia să intre în ea în primul rând, este ceea ce trebuie să facem urgent pentru a controla schimbările climatice.

Cercetătorii estimează că trebuie să săpăm în jurul ei 20 de miliarde de tone de dioxid de carbon₂ in fiecare an Pentru a anula emisiile noastre de carbon, care sunt doar în creștere.

Până în prezent, sunt în vigoare strategii de decarbonizare 2 miliarde de tone anual, dar mai ales copacii și solul își fac treaba. Doar despre 0,1% îndepărtare a carbonuluiAproximativ 2,3 milioane de tone pe an, datorită noilor tehnologii precum captarea directă a aerului, care utilizează materiale poroase pentru a absorbi dioxidul de carbon.₂ Din aer.

Cercetătorii sunt ocupați Crearea de noi materiale Pentru a îmbunătăți captarea directă a aerului pentru a o face mai eficientă și mai puțin consumatoare de energie, acest nou material ar putea fi o altă opțiune. Dar pentru a evita cele mai grave efecte ale schimbărilor climatice, trebuie să depunem eforturi pentru a reduce emisiile de gaze cu efect de seră mai repede decât pot face aceste tehnologii emergente în prezent.

Cu toate acestea, trebuie să facem tot ce putem pentru a aborda această problemă globală. Crearea unui material cu o complexitate structurală atât de mare nu a fost ușoară, chiar dacă moleculele elementare s-au asamblat tehnic.

Această strategie se numește Autoasamblare supramoleculară. Ele pot produce structuri reticulate chimic din blocuri de construcție mai simple, dar necesită o reglare fină, deoarece „cele mai bune condiții de reacție nu sunt adesea evidente intuitiv”, spun Little și colegii săi. au explicat în lucrarea lor publicată.

Cu cât molecula finală este mai complexă, cu atât este mai dificil de sintetizat și poate apărea mai multă „confuzie” moleculară în aceste reacții.

Pentru a aborda aceste interacțiuni moleculare invizibile, cercetătorii au folosit simulări pentru a prezice modul în care moleculele lor primare se vor asambla în acest nou tip de material poros. Ei au luat în considerare geometria moleculelor inițiale potențiale, precum și stabilitatea chimică și duritatea produsului final.

Pe lângă capacitatea sa de a absorbi gazele cu efect de seră, au spus cercetătorii Sugera Noile materiale ar putea fi folosite și pentru a elimina și alți fum toxici din aer, cum ar fi compuși organici volatili, care se transformă cu ușurință în vapori sau gaze de pe suprafețe, inclusiv din interiorul mașinilor noi.

„Vedem acest studiu ca un pas important către deschiderea unor astfel de aplicații în viitor”, a spus Little El spune.

Studiul a fost publicat în Sinteza naturii.