طريقة أكثر أمانًا وكفاءة لتخزين الأسيتيلين

من الممكن أن يكون قد تم حل التحدي طويل الأمد المتمثل في النقل الآمن للأسيتيلين، من حيث المبدأ، وذلك بفضل فريق من العلماء من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في الولايات المتحدة الأمريكية.

ربما تم حل التحدي طويل الأمد المتمثل في النقل الآمن للأسيتيلين، من حيث المبدأ، بفضل فريق من العلماء من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (NIST). أدرك فريق البحث كيف يمكن استخدام المادة المكتشفة حديثًا لتخزين المواد المتطايرة بشكل آمن عند ضغوط منخفضة وبكمية أكبر مائة مرة من الطرق الأخرى الموجودة.

قام الفريق بالتحقيق في النشاط على المستوى الذري للإطار المعدني العضوي (MOF) - وهو هيكل يشبه الشبكة يتكون من أكسيد النحاس والبنزين - وهو قادر على امتصاص الأسيتيلين مثل الإسفنج. وباستخدام الأدوات العلمية للمعهد، أظهر العلماء أن ذرات النحاس المكشوفة، الموجودة داخل الشبكة، هي التي تمنح المادة القدرة على تخزين الأسيتيلين. ويوضح أحد العلماء أن النتائج الجديدة يمكن أن تساعد الصناعة الكيميائية في المستقبل.

"هذا الاكتشاف يمكن أن يؤدي إلى وفورات كبيرة في تكاليف نقل الأسيتيلين"، يلاحظ أحد الباحثين.

الأسيتيلين (دخول ويكيبيديا(، الذي كان استخدامه شائعًا لعقود من الزمن في مجالات اللحام والإضاءة، أصبح مهمًا أيضًا اليوم كمادة أولية لإعداد مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية لإنتاج المواد البلاستيكية والمتفجرات. في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها، يتم إنتاج مئات الآلاف من الأطنان من الأسيتيلين كل عام، لكن تقلبه الشديد يجعل نقله صعبًا: يصبح خطيرًا عند حدوث انفجار عند ضغط يبلغ ثلاثين رطلًا لكل بوصة مربعة، أي ضعف الضغط الجوي العادي في الهواء. للتخزين الآمن للأسيتيلين، هناك حاجة إلى أسطوانات تخزين خاصة تحتوي بالإضافة إلى ذلك على مادة مسامية ومذيبات سائلة مثل الأسيتون.

واستخدم فريق البحث جهاز قياس يعرف باسم "تداخل نيوترونات المسحوق" ونتائج محوسبة لفحص إحدى هذه المواد تسمى HKUST-1، والتي تحتوي على بنية داخلية تشبه الإسفنج تتعرض فيها ذرات النحاس للهواء. وأظهر الاختبار أن جزيئات الأسيتيلين ترتبط بهذه الذرات المكشوفة بفضل شحنات كهربائية ضعيفة تسمح للمادة بتخزين حوالي مائتي سم مكعب من الأسيتيلين في جرام واحد من المادة عند الضغوط العادية - وهي كمية قريبة من كمية المواد الكيميائية المماثلة، والتي هي مضغوطة في اسطوانات التخزين عند ضغوط أعلى بكثير.

ويضيف الباحث الرئيسي أن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد العلماء أيضًا على اكتساب فهم أعمق للمواد من نوع الهياكل المعدنية العضوية، والتي يمكن استخدامها لتخزين مواد أخرى. ويشير الباحث إلى أنه "حتى الآن تم إنتاج أكثر من ألف مادة جديدة من هذه العائلة". "نأمل أن تصبح طريقتنا طريقة جيدة وسريعة لفحص خصائص هذه المواد."

الأخبار من معهد البحوث