கவானிஷ், ஜப்பான், நவம்பர் 15, 2022 /PRNewswire/ — உலக மக்கள்தொகை பெருக்கத்தால் ஏற்படும் காலநிலை மாற்றம், வளங்கள் குறைதல், இனங்கள் அழிவு, பிளாஸ்டிக் மாசுபாடு மற்றும் காடழிப்பு போன்ற சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகள் மேலும் மேலும் அழுத்தமாகி வருகின்றன.
கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) ஒரு பசுமை இல்ல வாயு மற்றும் காலநிலை மாற்றத்திற்கான முக்கிய காரணங்களில் ஒன்றாகும். இது சம்பந்தமாக, "செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை (கார்பன் டை ஆக்சைடின் ஒளிச்சேர்க்கை குறைப்பு)" என்று அழைக்கப்படும் ஒரு செயல்முறை, தாவரங்கள் செய்வது போல, கார்பன் டை ஆக்சைடு, நீர் மற்றும் சூரிய சக்தியிலிருந்து எரிபொருள் மற்றும் ரசாயனங்களுக்கான கரிம மூலப்பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும். அதே நேரத்தில், அவை CO2 உமிழ்வைக் குறைக்கின்றன, அவை ஆற்றல் மற்றும் வேதியியல் உற்பத்திக்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எனவே, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை மிகவும் மேம்பட்ட பசுமை தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாக அறியப்படுகிறது.
MOFகள் (உலோக-கரிம கட்டமைப்புகள்) என்பது கனிம உலோகங்கள் மற்றும் கரிம இணைப்பிகளின் கொத்துக்களால் ஆன சூப்பர்போரஸ் பொருட்கள் ஆகும். அவை பெரிய மேற்பரப்பு பரப்பளவைக் கொண்ட நானோ வரம்பில் மூலக்கூறு மட்டத்தில் கட்டுப்படுத்தப்படலாம். இந்த பண்புகள் காரணமாக, MOFகளை வாயு சேமிப்பு, பிரித்தல், உலோக உறிஞ்சுதல், வினையூக்கம், மருந்து விநியோகம், நீர் சிகிச்சை, சென்சார்கள், மின்முனைகள், வடிகட்டிகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தலாம். MOFகள் சமீபத்தில் CO2 ஐப் பிடிக்கும் திறனைக் கொண்டிருப்பதாகக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது, இது செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை என்றும் அழைக்கப்படும் CO2 ஒளிச்சேர்க்கை மூலம் கரிமப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுகிறது.
மறுபுறம், குவாண்டம் புள்ளிகள் என்பது குவாண்டம் வேதியியல் மற்றும் குவாண்டம் இயக்கவியலின் விதிகளுக்குக் கீழ்ப்படியும் ஒளியியல் பண்புகளைக் கொண்ட மிகச்சிறிய பொருட்கள் (0.5–9 நானோமீட்டர்கள்). ஒவ்வொரு குவாண்டம் புள்ளியும் ஒரு சில முதல் ஆயிரக்கணக்கான அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை மட்டுமே கொண்டிருப்பதால் அவை "செயற்கை அணுக்கள் அல்லது செயற்கை மூலக்கூறுகள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த அளவு வரம்பில், எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் அளவுகள் இனி தொடர்ச்சியாக இருக்காது மற்றும் குவாண்டம் அடைப்பு விளைவு எனப்படும் இயற்பியல் நிகழ்வு காரணமாக பிரிக்கப்படுகின்றன. இந்த விஷயத்தில், உமிழப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் குவாண்டம் புள்ளியின் அளவைப் பொறுத்தது. இந்த குவாண்டம் புள்ளிகளின் அதிக ஒளி உறிஞ்சுதல் திறன், பல எக்ஸிடானை உருவாக்கும் திறன் மற்றும் பெரிய மேற்பரப்பு பரப்பளவு காரணமாக செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையிலும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
MOFகள் மற்றும் குவாண்டம் புள்ளிகள் இரண்டும் பசுமை அறிவியல் கூட்டணியால் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன. முன்னதாக, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கைக்கான சிறப்பு வினையூக்கியாக ஃபார்மிக் அமிலத்தை உற்பத்தி செய்ய அவர்கள் MOF-குவாண்டம் புள்ளி கலவைகளை வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தினர். இருப்பினும், இந்த வினையூக்கிகள் தூள் வடிவில் உள்ளன, மேலும் இந்த வினையூக்கி பொடிகள் ஒவ்வொரு செயல்முறையிலும் வடிகட்டுதல் மூலம் சேகரிக்கப்பட வேண்டும். எனவே, இந்த செயல்முறைகள் தொடர்ச்சியாக இல்லாததால், உண்மையான தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்கு இதைப் பயன்படுத்துவது கடினம்.
இதற்கு பதிலளிக்கும் விதமாக, கிரீன் சயின்ஸ் அலையன்ஸ் கோ., லிமிடெட்டைச் சேர்ந்த திரு. கஜினோ டெட்சுரோ, திரு. இவாபயாஷி ஹிரோஹிசா மற்றும் டாக்டர் மோரி ரியோஹெய் ஆகியோர் தங்கள் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி இந்த சிறப்பு செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை வினையூக்கிகளை ஒரு மலிவான ஜவுளி துணியில் அசையாமல் செய்து, ஒரு புதிய ஃபார்மிக் அமில ஆலையைத் திறந்தனர். நடைமுறை தொழில்துறை பயன்பாடுகளுக்கு இந்த செயல்முறை தொடர்ந்து இயக்கப்படலாம். செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை வினை முடிந்த பிறகு, ஃபார்மிக் அமிலம் கொண்ட தண்ணீரை வெளியே எடுத்து பிரித்தெடுக்கலாம், பின்னர் செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையை மீண்டும் தொடங்குவதற்கு புதிய நன்னீர் கொள்கலனில் சேர்க்கப்படலாம்.
ஃபார்மிக் அமிலம் ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை மாற்ற முடியும். ஹைட்ரஜன் சார்ந்த சமூகத்தை உலகம் முழுவதும் ஏற்றுக்கொள்வதைத் தடுப்பதற்கான முக்கிய காரணங்களில் ஒன்று, பிரபஞ்சத்தின் மிகச்சிறிய அணுவான ஹைட்ரஜனை சேமிப்பது கடினம், மேலும் நன்கு மூடப்பட்ட ஹைட்ரஜன் நீர்த்தேக்கத்தை உருவாக்குவது மிகவும் விலை உயர்ந்ததாக இருக்கும். கூடுதலாக, ஹைட்ரஜன் வாயு வெடிக்கும் தன்மை கொண்டது மற்றும் பாதுகாப்பு ஆபத்தை ஏற்படுத்தும். ஃபார்மிக் அமிலங்கள் திரவமாக இருப்பதால் அவை எரிபொருளாக சேமிப்பது மிகவும் எளிதானது. தேவைப்பட்டால், ஃபார்மிக் அமிலம் ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்ய எதிர்வினையை ஊக்குவிக்கும். கூடுதலாக, ஃபார்மிக் அமிலத்தை பல்வேறு வேதிப்பொருட்களுக்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தலாம்.
செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையின் செயல்திறன் தற்போது மிகக் குறைவாக இருந்தாலும், பசுமை அறிவியல் கூட்டணி செயல்திறனை அதிகரிக்கவும், உண்மையிலேயே பயன்படுத்தப்படும் செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையை அறிமுகப்படுத்தவும் தொடர்ந்து போராடும்.