கனாசாவா, ஜப்பான், ஜூன் 8, 2023 /PRNewswire/ — கார்பன் நடுநிலை சமூகத்திற்கு, கார்பன் டை ஆக்சைட்டின் வேதியியல் குறைப்பை துரிதப்படுத்த டின் டைசல்பைட்டின் மிக மெல்லிய அடுக்கை எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்பதை கனாசாவா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.
தொழில்துறை செயல்முறைகளில் இருந்து வெளியேற்றப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடை (CO2) மறுசுழற்சி செய்வது, நிலையான, கார்பன்-நடுநிலை சமூகத்திற்கான மனிதகுலத்தின் அவசரத் தேடலில் அவசியமாகும். இந்த காரணத்திற்காக, CO2 ஐ மற்ற குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் இரசாயனப் பொருட்களாக திறம்பட மாற்றக்கூடிய மின் வினையூக்கிகள் தற்போது பரவலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டு வருகின்றன. இரு பரிமாண (2D) உலோக டைச்சல்கோஜெனைடுகள் எனப்படும் ஒரு வகை பொருட்கள் CO மாற்றத்திற்கான மின் வினையூக்கிகளாக வேட்பாளர்களாக உள்ளன, ஆனால் இந்த பொருட்கள் பெரும்பாலும் போட்டியிடும் எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்கின்றன, அவற்றின் செயல்திறனைக் குறைக்கின்றன. கனாசாவா பல்கலைக்கழகத்தின் நானோபயாலஜி அறிவியல் நிறுவனத்தில் (WPI-NanoLSI) யசுஃபுமி தகாஹாஷி மற்றும் சகாக்கள் இரு பரிமாண உலோக டைசல்கோஜெனைடை அடையாளம் கண்டுள்ளனர், இது இயற்கையான தோற்றம் மட்டுமல்ல, CO2 ஐ ஃபார்மிக் அமிலமாக திறம்பட குறைக்க முடியும். மேலும், இந்த இணைப்பு ஒரு இடைநிலை இணைப்பாகும். வேதியியல் தொகுப்பின் தயாரிப்பு.
தகாஹாஷி மற்றும் சகாக்கள் இரு பரிமாண டைசல்பைடு (MoS2) மற்றும் டின் டைசல்பைடு (SnS2) ஆகியவற்றின் வினையூக்க செயல்பாட்டை ஒப்பிட்டனர். இரண்டும் இரு பரிமாண உலோக டைசல்கோஜெனைடுகள், பிந்தையது குறிப்பாக ஆர்வமாக உள்ளது, ஏனெனில் தூய தகரம் ஃபார்மிக் அமிலத்தின் உற்பத்திக்கு ஒரு வினையூக்கியாக அறியப்படுகிறது. இந்த சேர்மங்களின் மின்வேதியியல் சோதனை, ஹைட்ரஜன் பரிணாம எதிர்வினை (HER) CO2 மாற்றத்திற்கு பதிலாக MoS2 ஐப் பயன்படுத்தி துரிதப்படுத்தப்படுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. HER என்பது ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு எதிர்வினையைக் குறிக்கிறது, இது ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை உற்பத்தி செய்ய விரும்பும் போது பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஆனால் CO2 குறைப்பு விஷயத்தில், இது ஒரு விரும்பத்தகாத போட்டி செயல்முறையாகும். மறுபுறம், SnS2 நல்ல CO2 குறைக்கும் செயல்பாட்டைக் காட்டியது மற்றும் HER ஐத் தடுத்தது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் மொத்த SnS2 தூளின் மின்வேதியியல் அளவீடுகளையும் எடுத்து, CO2 இன் வினையூக்கக் குறைப்பில் அது குறைவான செயலில் இருப்பதைக் கண்டறிந்தனர்.
SnS2 இல் வினையூக்க ரீதியாக செயல்படும் தளங்கள் எங்கு அமைந்துள்ளன என்பதையும், ஒரு 2D பொருள் ஒரு மொத்த சேர்மத்தை விட ஏன் சிறப்பாக செயல்படுகிறது என்பதையும் புரிந்து கொள்ள, விஞ்ஞானிகள் ஸ்கேனிங் செல் எலக்ட்ரோகெமிக்கல் மைக்ரோஸ்கோபி (SECCM) எனப்படும் ஒரு நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினர். SECCM ஒரு நானோபைப்பெட்டாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இது மாதிரிகளில் மேற்பரப்பு எதிர்வினைகளுக்கு உணர்திறன் கொண்ட ஆய்வுகளுக்கு நானோ அளவிலான மெனிஸ்கஸ் வடிவ மின்வேதியியல் கலத்தை உருவாக்குகிறது. அளவீடுகள் SnS2 தாளின் முழு மேற்பரப்பும் வினையூக்க ரீதியாக செயலில் இருப்பதைக் காட்டியது, கட்டமைப்பில் உள்ள "தளம்" அல்லது "விளிம்பு" கூறுகள் மட்டுமல்ல. மொத்த SnS2 உடன் ஒப்பிடும்போது 2D SnS2 ஏன் அதிக செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது என்பதையும் இது விளக்குகிறது.
கணக்கீடுகள் நிகழும் வேதியியல் எதிர்வினைகள் பற்றிய கூடுதல் நுண்ணறிவை வழங்குகின்றன. குறிப்பாக, 2D SnS2 ஒரு வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது ஃபார்மிக் அமிலத்தின் உருவாக்கம் ஒரு ஆற்றல்மிக்க சாதகமான எதிர்வினை பாதையாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது.
தகாஹாஷி மற்றும் சக ஊழியர்களின் கண்டுபிடிப்புகள், மின்வேதியியல் CO2 குறைப்பு பயன்பாடுகளில் இரு பரிமாண மின்னாற்பகுப்புகளைப் பயன்படுத்துவதற்கான ஒரு முக்கியமான படியைக் குறிக்கின்றன. விஞ்ஞானிகள் மேற்கோள் காட்டுகிறார்கள்: "இந்த முடிவுகள், பக்க விளைவுகள் இல்லாமல் ஹைட்ரோகார்பன்கள், ஆல்கஹால்கள், கொழுப்பு அமிலங்கள் மற்றும் ஆல்க்கீன்களை உற்பத்தி செய்ய கார்பன் டை ஆக்சைடை மின்வேதியியல் குறைப்புக்கான இரு பரிமாண உலோக டைச்சல்கோஜனைடு மின்னாற்பகுப்பு உத்தியின் சிறந்த புரிதலையும் வளர்ச்சியையும் வழங்கும்."
உலோக டைச்சல்கோஜனைடுகளின் இரு பரிமாண (2D) தாள்கள் (அல்லது ஒற்றை அடுக்குகள்) MX2 வகை பொருட்கள் ஆகும், இதில் M என்பது மாலிப்டினம் (Mo) அல்லது தகரம் (Sn) போன்ற ஒரு உலோக அணுவாகும், மேலும் X என்பது சல்பர் (C) போன்ற ஒரு சால்கோஜென் அணுவாகும். இந்த அமைப்பை M அணுக்களின் அடுக்கின் மேல் X அணுக்களின் அடுக்காக வெளிப்படுத்தலாம், இது X அணுக்களின் அடுக்கில் அமைந்துள்ளது. இரு பரிமாண உலோக டைசல்கோஜனைடுகள் இரு பரிமாண பொருட்கள் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு வகையைச் சேர்ந்தவை (இதில் கிராபெனும் அடங்கும்), அதாவது அவை மெல்லியவை. 2D பொருட்கள் பெரும்பாலும் அவற்றின் மொத்த (3D) சகாக்களை விட வேறுபட்ட இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.
ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு வேதியியல் செயல்முறையான ஹைட்ரஜன் பரிணாம வினையில் (HER) அவற்றின் மின் வினையூக்கச் செயல்பாட்டிற்காக இரு பரிமாண உலோக டைகால்கோஜனைடுகள் ஆராயப்பட்டுள்ளன. ஆனால் இப்போது, ​​யசுஃபுமி தகாஹாஷி மற்றும் கனசாவா பல்கலைக்கழகத்தின் சகாக்கள் இரு பரிமாண உலோக டைகால்கோஜனைடு SnS2 HER வினையூக்கச் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துவதில்லை என்பதைக் கண்டறிந்துள்ளனர்; இது பாதையின் மூலோபாய சூழலில் மிக முக்கியமான சொத்து.
Yusuke Kawabe, Yoshikazu Ito, Yuta Hori, Suresh Kukunuri, Fumiya Shiokawa, Tomohiko Nishiuchi, Samuel Chon, Kosuke Katagiri, Zeyu Xi, Chikai Lee, Yasuteru Shigeta மற்றும் Yasufumi Takahashi. CO2, ACS XX, XXX-XXX (2023) இன் மின்வேதியியல் பரிமாற்றத்திற்கான தட்டு 1T/1H-SnS2.
தலைப்பு: CO2 உமிழ்வைக் குறைக்க SnS2 தாள்களின் வினையூக்க செயல்பாட்டை ஆய்வு செய்ய செல்களின் மின்வேதியியல் நுண்ணோக்கியில் ஸ்கேன் செய்யும் பரிசோதனைகள்.
உலகின் முன்னணி சர்வதேச ஆராய்ச்சி மையமான MEXT இன் திட்டத்தின் ஒரு பகுதியாக, கனாசாவா பல்கலைக்கழகத்தின் நானோபயாலஜிகல் இன்ஸ்டிடியூட் (NanoLSI) 2017 இல் நிறுவப்பட்டது. உலகத் தரம் வாய்ந்த ஆராய்ச்சி மையத்தை உருவாக்குவதே இந்த திட்டத்தின் குறிக்கோள். உயிரியல் ஸ்கேனிங் ஆய்வு நுண்ணோக்கியில் மிக முக்கியமான அறிவை இணைத்து, நோய் போன்ற வாழ்க்கை நிகழ்வுகளைக் கட்டுப்படுத்தும் வழிமுறைகள் பற்றிய நுண்ணறிவைப் பெற, நேரடி இமேஜிங், பகுப்பாய்வு மற்றும் உயிரி மூலக்கூறுகளைக் கையாளுவதற்கு நானோஎல்எஸ்ஐ "நானோஎண்டோஸ்கோபி தொழில்நுட்பத்தை" நிறுவுகிறது.
ஜப்பான் கடலோரப் பகுதியில் உள்ள ஒரு முன்னணி பொதுக் கல்விப் பல்கலைக்கழகமாக, கனாசாவா பல்கலைக்கழகம் 1949 இல் நிறுவப்பட்டதிலிருந்து ஜப்பானில் உயர்கல்வி மற்றும் கல்வி ஆராய்ச்சிக்கு பெரும் பங்களிப்பைச் செய்துள்ளது. பல்கலைக்கழகத்தில் மருத்துவம், கணினி மற்றும் மனிதநேயம் போன்ற துறைகளை வழங்கும் மூன்று கல்லூரிகள் மற்றும் 17 பள்ளிகள் உள்ளன.
இந்தப் பல்கலைக்கழகம் ஜப்பான் கடலின் கடற்கரையில், அதன் வரலாறு மற்றும் கலாச்சாரத்திற்குப் பெயர் பெற்ற நகரமான கனாசாவாவில் அமைந்துள்ளது. நிலப்பிரபுத்துவ சகாப்தத்திலிருந்து (1598-1867), கனாசாவா ஒரு அதிகாரபூர்வமான அறிவுசார் கௌரவத்தை அனுபவித்து வருகிறது. கனாசாவா பல்கலைக்கழகம் காகுமா மற்றும் தகராமச்சி என இரண்டு முக்கிய வளாகங்களாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் சுமார் 10,200 மாணவர்களைக் கொண்டுள்ளது, அவர்களில் 600 பேர் சர்வதேச மாணவர்கள்.
அசல் உள்ளடக்கத்தைக் காண்க: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html