أعلن كيميائيون من جامعة كاليفورنيا في الولايات المتحدة وجامعة في كوريا الجنوبية عن "الدرجة النهائية لمسامية مادة نانوية"، محققين أرقامًا قياسية عالمية لكل من درجة المسامية والقدرة على تخزين ثاني أكسيد الكربون في نوع مهم. من عائلة مادية تسمى "الأطر المعدنية العضوية"
تحتوي المواد من عائلة الهياكل العظمية المعدنية العضوية (المدخل في ويكيبيديا)، والتي توصف أحيانًا باسم "الإسفنجات البلورية"، على مسام صغيرة على مستوى النانومتر قادرة على تخزين الغازات بداخلها والتي عادة ما يكون من الصعب تخزينها وإطلاقها. تعد خاصية المسامية عاملاً حاسماً لتخزين كميات كبيرة من الغازات بكميات صغيرة وهي ضرورية لالتقاط ثاني أكسيد الكربون.
ويمكن أن تؤدي نتائج البحث الجديد إلى تطوير طاقة أنظف وإمكانية احتجاز انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لمنعها من الوصول إلى الغلاف الجوي وبالتالي الاستمرار في المساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري، وفي رفع مستوى سطح البحر وزيادة حموضة المحيطات. . ونشرت الدراسة في المجلة العلمية المرموقة Science.
"في هذه الدراسة قمنا بتحديد معدل المسامية النهائي للمادة النانوية؛ وقال المؤلف الرئيسي للورقة عمر ياغي، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: "نعتقد أن هذا المعدل يمثل الحد الأعلى، أو قريب جدًا منه، للمسامية في المواد".
ويشير الباحث إلى أن "المسامية تجعل من الممكن القيام بالكثير بالقليل". "بدلاً من استخدام مساحة السطح الخارجي للجسيم فقط، نقوم بعمل ثقوب صغيرة فيه وبالتالي زيادة مساحة سطحه الإجمالية بشكل كبير."
في هذه الدراسة، أفاد العلماء عن مادتين لا تحطمان الرقم القياسي العالمي للمسامية فحسب، بل تفعلان ذلك أيضًا بفارق كبير. والمادتان هما MOF-200 وMOF-210، اللتان تم إعدادهما في جامعة سيول في كوريا الجنوبية.
يقول الباحث الرئيسي: "لم نحقق تقدمًا كبيرًا في دراسة هذه المواد فحسب، بل إن هاتين المادتين مميزتان من حيث أنهما تقتربان من الحد العملي الذي يمكن تحقيقه في هذه العائلة من المواد. ربما يمكننا تصميم مبانٍ أفضل، لكن الأمر لن يكون سهلاً".
هذه المواد، التي طورها الباحث ياغي بنفسه في أوائل التسعينيات، تشبه السقالات المكونة من قضبان مربوطة ببعضها البعض، والتي تنتج بالتالي فوهات بالحجم المناسب تمامًا لالتقاط جزيئات ثاني أكسيد الكربون. يمكن تغيير مكونات هذه المواد حسب الرغبة، وقد قام مختبر هؤلاء الباحثين بالفعل بإعداد عدة مئات من هذه المواد، ذات الهياكل والخصائص المتنوعة. منذ عام 1999، تتمتع هذه المواد بأعلى مسامية من أي مادة ويمكن إنتاجها من مواد أولية رخيصة، مثل أكسيد الزنك (مكون نموذجي في واقي الشمس) ومادة تيريفثاليت، التي تصنع منها الزجاجات البلاستيكية.
اكتشف العالم وفريقه البحثي المفتاح لإعداد هياكل عالية المسامية، والتي تم نشرها في المجلة العلمية Nature في عام 2004. ومنذ ذلك الحين، بدأ الكيميائيون سباقًا علميًا لتطوير مواد ذات مساحات سطحية كبيرة بشكل متزايد. والآن، قام الباحثون بإعداد مادة عالية المسامية قادرة على تخزين ضعف كمية الغاز التي كانت موجودة في عام 2004. للغاز المحصور"، يوضح الباحث. "إنه أمر سحري حقًا - أربعون طنًا من المادة تساوي مساحة سطح ولاية كاليفورنيا بأكملها."
ويضيف: "وهذه مجرد بداية لاستخدام هذه المواد". "لأنه يمكننا الآن استخدامها كنموذج لبناء مواد جديدة وتطوير خصائص مبتكرة. متطلبات تحضير مادة فعالة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون هي القدرة العالية والانتقائية. لقد أبلغنا عن كيفية تحقيق الانتقائية العالية لثاني أكسيد الكربون؛ نعرض الآن كيف يمكن تحقيق قدرة عالية. وقد بدأ بالفعل تطوير التطبيقات الصناعية لهذه المواد. وتشارك العديد من الشركات في تطوير مواد من هذه العائلة."
تلتقط المواد الجديدة (MOF-200/210) أكبر كمية تم تحقيقها على الإطلاق لغازي الهيدروجين والميثان.
في فبراير من هذا العام، نشر الباحث وفريق من العلماء الآخرين من جامعة كاليفورنيا، في مجلة العلوم العلمية كيف تمكنوا من إنشاء "جين" اصطناعي قادر على احتجاز انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. واستنادًا إلى نتائج البحث الجديد، أصبح من الممكن الآن تطوير حديقة اصطناعية باستخدام المواد الجديدة وبالتالي تحقيق مساحة سطحية أكبر بكثير. "إن عائلة المواد هذه فريدة وغير مسبوقة في تنوعها من حيث العدد والتنوع وخيارات التكوين."
ويوضح الباحث الرئيسي أن المفتاح كان في اكتشاف الباحث هيرو لكيفية إزالة جزيئات المذيبات بالكامل من الفوهات وبالتالي السماح باستخدامها لالتقاط جزيئات الغاز.
تعليقات 6
أنا مهتم بشكل الإسفنج البلوري، هل هي بالفعل على شكل نجمة داود كما في الصورة
حياة،
لو فكرت قليلاً بدلاً من القفز، لرأيت أن شاران تصفح الموقع يوم الاثنين، وتمت الترقية ليلة الثلاثاء وأنت تتصفحه يوم الخميس.
وبالإضافة إلى ذلك، المنطق الخاص بك غير واضح تماما. إذا كنت تزعم بنفسك أن "النباتات في العالم بالكاد تتمكن من إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون"، فكيف يؤدي احتجازه إلى جعل الوضع أسوأ؟
مرة أخرى نرى علماء غير مسؤولين يعملون.
كمية الأكسجين الموجودة على الأرض صغيرة ومحدودة. يوجد حوالي 200 جرام من الأكسجين لكل متر مربع. نحرق كل يوم 2.7 مليار كيلوغرام من الوقود، معظمه من الكربون. بالكاد تتمكن النباتات في العالم من إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون.
اخرج وفكر متى سينفد الأكسجين على الأرض إذا بدأوا في تخزين ثاني أكسيد الكربون.
لذا فإن من يسمون بالعلماء غير المسؤولين يزيدون الطين بلة بأطروحتهم المجنونة غير المسؤولة.
ليران م: جهاز الكمبيوتر الخاص بك معطل. تصفح الموقع جيد . أما بالنسبة لما يجب فعله بثاني أكسيد الكربون، فابدأ باستخدام الطاقة الخضراء. الشمس والرياح البحر والشلالات وحتى الطاقة النووية.
وفي ليلة الثلاثاء، سيتم تحديث الموقع على عدة جبهات في نفس الوقت. دعونا نأمل أن يكون أحدهم هو الذي يحسن السرعة. انتقلنا إلى خادم ذو 4 مراكز، والآن نقوم بفحص البرنامج لمعرفة ما إذا كان هناك شيء جعله يتوقف عن تحميل الصفحات ببطء.
د.أ، ماذا تفعل بالكربون بعد التقاطه؟
أبي، يجب عليك استثمار الأموال في الخوادم العادية.
تصفح الموقع لا يطاق. في بعض الأحيان يستغرق تحميل الصفحة عشر ثوانٍ أو أكثر. في عالم يتم فيه تحميل مواقع الويب العادية في أقل من عُشر الثانية (والمواقع الثقيلة تستغرق ثانية واحدة)، فهذا هو الأبد.
ولا شك أن ذلك يضر بشعبية الموقع.