„Klietkovanie“ je spôsob, akým vedci opisujú nový typ porézneho materiálu, jedinečného vo svojej molekulárnej štruktúre, ktorý možno použiť na zachytávanie oxidu uhličitého a iného silnejšieho skleníkového plynu.

Materiál syntetizovaný v laboratóriu výskumníkmi v Spojenom kráľovstve a Číne sa vyrába v dvoch krokoch, pričom reakcie zostavujú stavebné bloky trojuholníkového hranolu do väčších, symetrickejších štvorstenných klietok, čím vzniká prvá molekulárna štruktúra svojho druhu. Tým tvrdí.

Výsledný materiál s množstvom polárnych molekúl priťahuje a zadržiava skleníkové plyny, ako je oxid uhličitý (CO2).₂) so silnou afinitou. Preukázal tiež vynikajúcu stabilitu vo vode, ktorá je rozhodujúca pre jeho použitie pri zachytávaní uhlíka v priemyselných prostrediach, z mokrých alebo vlhkých prúdov plynu.

„Toto je vzrušujúci objav“ On hovorí Mark Little, materiálový vedec na Heriot-Watt University v Edinburghu a hlavný autor štúdie, povedal: „Pretože potrebujeme nové porézne materiály, ktoré nám pomôžu vyriešiť najväčšie výzvy spoločnosti, ako je zachytávanie a skladovanie skleníkových plynov.“

Hoci to nie je široko testované, laboratórne experimenty ukázali, že nový materiál podobný klietke má tiež vysokú absorpčnú kapacitu. Hexafluorid sírový (SF₆), čo je podľa Medzivládneho panelu pre zmenu klímy Najsilnejší skleníkový plyn.

Kde CO₂ Zostáva v atmosfére 5-200 rokov, SF₆ Môže prežiť kdekoľvek od 800 do 3 200 rokov. A to aj napriek SF₆ Jeho hladina v atmosfére je oveľa nižšia a jeho extrémne dlhá životnosť dáva SF₆ Potenciál globálneho otepľovania Asi 23 500 krát To CO₂ V porovnaní s obdobím pred viac ako 100 rokmi.

Odstráňte veľké množstvo SF₆ A zdieľať₂ Z atmosféry alebo v prvom rade zabrániť jej vstupu do nej je to, čo musíme naliehavo urobiť, aby sme zvládli zmenu klímy.

Výskumníci odhadujú, že musíme okolo neho kopať 20 miliárd ton oxidu uhličitého₂ každý rok Aby sme zrušili naše uhlíkové emisie, ktoré majú len stúpajúcu tendenciu.

K dnešnému dňu sú zavedené stratégie dekarbonizácie 2 miliardy ton ročne, ale väčšinou stromy a pôda robia svoju prácu. Len o 0,1% odstránenie uhlíkaPribližne 2,3 milióna ton ročne, vďaka novým technológiám, ako je priame zachytávanie vzduchu, ktoré využíva porézne materiály na absorbovanie oxidu uhličitého.₂ Zo vzduchu.

Výskumníci sú zaneprázdnení Vytváranie nových materiálov Na zlepšenie priameho zachytávania vzduchu, aby bolo efektívnejšie a menej energeticky náročné, by tento nový materiál mohol byť ďalšou možnosťou. Aby sme sa však vyhli najhorším následkom zmeny klímy, musíme pracovať na znižovaní emisií skleníkových plynov rýchlejšie, ako to dokážu tieto nové technológie v súčasnosti.

Musíme však urobiť všetko, čo je v našich silách, aby sme tento globálny problém vyriešili. Vytvorenie materiálu takej vysokej štrukturálnej zložitosti nebolo jednoduché, aj keď sa elementárne molekuly technicky poskladali samy.

Táto stratégia sa nazýva Supramolekulárne samozostavenie. Môžu produkovať chemicky zosieťované štruktúry z jednoduchších stavebných blokov, ale vyžadujú určité jemné doladenie, pretože „najlepšie reakčné podmienky často nie sú intuitívne zrejmé,“ hovoria Little a jeho kolegovia. vysvetlili vo svojom publikovanom článku.

Čím zložitejšia je konečná molekula, tým je ťažšie ju syntetizovať a v týchto reakciách môže dôjsť k väčšiemu „pomiešaniu“ molekúl.

Na riešenie týchto neviditeľných molekulárnych interakcií výskumníci použili simulácie na predpovedanie toho, ako sa ich primárne molekuly zhromaždia do tohto nového typu porézneho materiálu. Zohľadnili geometriu potenciálnych počiatočných molekúl a chemickú stabilitu a tvrdosť konečného produktu.

Vedci uviedli, že okrem jeho schopnosti absorbovať skleníkové plyny Navrhnite Nové materiály by sa mohli použiť aj na odstraňovanie iných toxických výparov zo vzduchu, ako sú prchavé organické zlúčeniny, ktoré sa ľahko menia na výpary alebo plyny z povrchov vrátane interiéru nových áut.

„Túto štúdiu vnímame ako dôležitý krok smerom k otvoreniu takýchto aplikácií v budúcnosti,“ povedal Little On hovorí.

Štúdia bola publikovaná v r Syntéza prírody.