கனசாவா, ஜப்பான், ஜூன் 8, 2023 /PRNewswire/ — கார்பன் நடுநிலை சமுதாயத்திற்காக, கார்பன் டை ஆக்சைடின் வேதியியல் ஒடுக்கத்தை விரைவுபடுத்த, மிக மெல்லிய தகர டைசல்பைட் படலத்தை எவ்வாறு பயன்படுத்தலாம் என்று கனசாவா பல்கலைக்கழக ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவிக்கின்றனர்.
நிலையான, கார்பன்-நடுநிலை சமுதாயத்தை நோக்கிய மனிதகுலத்தின் அவசரத் தேடலில், தொழிற்சாலை செயல்முறைகளிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் கார்பன் டை ஆக்சைடை (CO2) மறுசுழற்சி செய்வது அவசியமாகும். இந்தக் காரணத்திற்காக, CO2-ஐ மற்ற, குறைந்த தீங்கு விளைவிக்கும் வேதிப் பொருட்களாகத் திறமையாக மாற்றக்கூடிய மின்வினையூக்கிகள் தற்போது பரவலாக ஆய்வு செய்யப்பட்டு வருகின்றன. இருபரிமாண (2D) உலோக டைகால்கோஜனைடுகள் எனப்படும் ஒரு வகை பொருட்கள், CO2 மாற்றத்திற்கான மின்வினையூக்கிகளாகப் பயன்படுத்தப்படலாம், ஆனால் இந்தப் பொருட்கள் பெரும்பாலும் போட்டி வினைகளையும் ஊக்குவித்து, அவற்றின் செயல்திறனைக் குறைக்கின்றன. கனசாவா பல்கலைக்கழகத்தின் நானோ உயிரியல் அறிவியல் நிறுவனத்தைச் (WPI-NanoLSI) சேர்ந்த யசுஃபுமி தகாஹாஷி மற்றும் அவரது சகாக்கள், CO2-ஐ ஃபார்மிக் அமிலமாகத் திறம்படக் குறைக்கக்கூடிய ஒரு இருபரிமாண உலோக டைகால்கோஜனைடை அடையாளம் கண்டுள்ளனர்; இது இயற்கையானது மட்டுமல்ல, வேதியியல் தொகுப்பின் ஒரு இடைநிலை விளைபொருளும் ஆகும்.
தகாஹாஷி மற்றும் அவரது சகாக்கள் இருபரிமாண டைசல்பைடு (MoS2) மற்றும் டின் டைசல்பைடு (SnS2) ஆகியவற்றின் வினையூக்கச் செயல்பாட்டை ஒப்பிட்டனர். இவை இரண்டும் இருபரிமாண உலோக டைசல்கோஜனைடுகள் ஆகும். தூய டின், ஃபார்மிக் அமில உற்பத்திக்கான ஒரு வினையூக்கியாக அறியப்படுவதால், பிந்தையது குறிப்பாக முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. இந்தச் சேர்மங்களின் மின்வேதியியல் சோதனையில், CO2 மாற்றத்திற்குப் பதிலாக MoS2-ஐப் பயன்படுத்தும்போது ஹைட்ரஜன் உருவாக்கும் வினை (HER) வேகப்படுத்தப்படுகிறது என்பது தெரியவந்தது. HER என்பது ஹைட்ரஜனை உருவாக்கும் ஒரு வினையைக் குறிக்கிறது. இது ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை உற்பத்தி செய்ய விரும்பும்போது பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஆனால் CO2 ஒடுக்கத்தைப் பொறுத்தவரை, இது ஒரு விரும்பத்தகாத போட்டிச் செயல்முறையாகும். மறுபுறம், SnS2 நல்ல CO2 ஒடுக்கும் செயல்பாட்டைக் காட்டியதுடன், HER-ஐயும் தடுத்தது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் மொத்த SnS2 தூளின் மின்வேதியியல் அளவீடுகளையும் மேற்கொண்டனர், மேலும் அது CO2-இன் வினையூக்க ஒடுக்கத்தில் குறைந்த செயல்பாட்டைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தனர்.
SnS2-வில் வினையூக்கச் செயல்பாடுள்ள தளங்கள் எங்கு அமைந்துள்ளன என்பதையும், ஒரு மொத்தப் பொருளை விட இருபரிமாணப் பொருள் ஏன் சிறப்பாகச் செயல்படுகிறது என்பதையும் புரிந்துகொள்வதற்காக, விஞ்ஞானிகள் ஸ்கேனிங் செல் எலக்ட்ரோகெமிக்கல் மைக்ரோஸ்கோபி (SECCM) எனப்படும் ஒரு நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தினர். மாதிரிகளின் மேற்பரப்பு வினைகளுக்கு உணர்திறன் கொண்ட ஆய்வுக் கருவிகளுக்காக, நானோ அளவிலான பிறைவடிவ மின்வேதியியல் கலத்தை உருவாக்கும் ஒரு நானோபிப்பெட்டாக SECCM பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த அளவீடுகள், SnS2 தாளின் கட்டமைப்பில் உள்ள "மேடை" அல்லது "விளிம்பு" கூறுகள் மட்டுமல்லாமல், அதன் முழு மேற்பரப்பும் வினையூக்கச் செயல்பாடுடன் இருப்பதைக் காட்டின. மொத்த SnS2-வுடன் ஒப்பிடும்போது இருபரிமாண SnS2 ஏன் அதிக செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது என்பதையும் இது விளக்குகிறது.
கணக்கீடுகள் நடைபெறும் வேதி வினைகள் குறித்து மேலும் தெளிவுபடுத்துகின்றன. குறிப்பாக, 2D SnS2 ஒரு வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​ஃபார்மிக் அமில உருவாக்கம் ஒரு ஆற்றல் ரீதியாகச் சாதகமான வினைப் பாதையாக அடையாளம் காணப்பட்டுள்ளது.
தகாஹாஷி மற்றும் அவரது சகாக்களின் கண்டுபிடிப்புகள், மின்வேதியியல் CO2 ஒடுக்கப் பயன்பாடுகளில் இருபரிமாண மின்வினையூக்கிகளைப் பயன்படுத்துவதை நோக்கிய ஒரு முக்கியப் படியைக் குறிக்கின்றன. அந்த விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகையில்: “இந்த முடிவுகள், பக்கவிளைவுகள் இன்றி ஹைட்ரோகார்பன்கள், ஆல்கஹால்கள், கொழுப்பு அமிலங்கள் மற்றும் ஆல்கீன்கள் போன்ற விளைபொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்காக, கார்பன் டை ஆக்சைடை மின்வேதியியல் முறையில் ஒடுக்குவதற்கான இருபரிமாண உலோக டைகால்கோஜனைடு மின்வினையூக்க உத்தியைப் பற்றிய சிறந்த புரிதலையும் அதன் வளர்ச்சியையும் வழங்கும்.”
உலோக டைகால்கோஜனைடுகளின் இருபரிமாண (2D) தாள்கள் (அல்லது ஒற்றை அடுக்குகள்) MX2 வகைப் பொருட்கள் ஆகும். இதில் M என்பது மாலிப்டினம் (Mo) அல்லது தகரம் (Sn) போன்ற ஒரு உலோக அணுவையும், X என்பது கந்தகம் (C) போன்ற ஒரு சால்கோஜன் அணுவையும் குறிக்கிறது. இதன் கட்டமைப்பை, M அணுக்களின் ஒரு அடுக்கின் மேல் X அணுக்களின் ஒரு அடுக்கு இருப்பதாகவும், அந்த M அணுக்களின் அடுக்கு, X அணுக்களின் மற்றொரு அடுக்கின் மேல் அமைந்திருப்பதாகவும் வெளிப்படுத்தலாம். இருபரிமாண உலோக டைகால்கோஜனைடுகள், இருபரிமாணப் பொருட்கள் எனப்படும் ஒரு வகையைச் சேர்ந்தவை (இதில் கிராஃபீனும் அடங்கும்), அதாவது அவை மெல்லியவை. இருபரிமாணப் பொருட்கள் பெரும்பாலும் அவற்றின் மொத்த (3D) பொருட்களை விட வேறுபட்ட இயற்பியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.
ஹைட்ரஜனை உற்பத்தி செய்யும் ஒரு வேதியியல் செயல்முறையான ஹைட்ரஜன் உருவாக்கும் வினையில் (HER), இருபரிமாண உலோக டைகால்கோஜனைடுகளின் மின்வினையூக்கிச் செயல்பாடு குறித்து ஆய்வு செய்யப்பட்டு வருகிறது. ஆனால் தற்போது, ​​கனசாவா பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த யசுஃபுமி தகாஹாஷி மற்றும் அவரது சகாக்கள், இருபரிமாண உலோக டைகால்கோஜனைடான SnS2, HER வினையூக்கிச் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்தவில்லை என்பதைக் கண்டறிந்துள்ளனர்; இந்த ஆய்வுப் பாதையின் மூலோபாயச் சூழலில் இது மிகவும் முக்கியமான ஒரு பண்பாகும்.
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 வெளியேற்றத்தைக் குறைப்பதில் SnS2 தகடுகளின் வினையூக்கச் செயல்பாட்டை ஆய்வு செய்வதற்காக, செல்களின் மின்வேதியியல் நுண்ணோக்கியியல் மீதான வருடல் சோதனைகள்.
உலகின் முன்னணி சர்வதேச ஆராய்ச்சி மையமான MEXT-இன் திட்டத்தின் ஒரு பகுதியாக, கனசாவா பல்கலைக்கழகத்தின் நானோ உயிரியல் நிறுவனம் (NanoLSI) 2017-ஆம் ஆண்டில் நிறுவப்பட்டது. ஒரு உலகத் தரம் வாய்ந்த ஆராய்ச்சி மையத்தை உருவாக்குவதே இத்திட்டத்தின் நோக்கமாகும். உயிரியல் ஸ்கேனிங் புரோப் மைக்ரோஸ்கோபியில் உள்ள மிக முக்கியமான அறிவை ஒருங்கிணைத்து, நோய் போன்ற வாழ்க்கை நிகழ்வுகளைக் கட்டுப்படுத்தும் வழிமுறைகள் குறித்த நுண்ணறிவைப் பெறுவதற்காக, உயிர்மூலக்கூறுகளை நேரடியாகப் படம்பிடித்தல், பகுப்பாய்வு செய்தல் மற்றும் கையாளுதல் ஆகியவற்றுக்கான “நானோஎண்டோஸ்கோபி தொழில்நுட்பத்தை” NanoLSI நிறுவுகிறது.
ஜப்பான் கடலோரத்தில் அமைந்துள்ள ஒரு முன்னணி பொதுக் கல்விப் பல்கலைக்கழகமான கனசாவா பல்கலைக்கழகம், 1949-ல் நிறுவப்பட்டதிலிருந்து ஜப்பானின் உயர்கல்வி மற்றும் கல்விசார் ஆராய்ச்சிக்கு பெரும் பங்களிப்புகளை ஆற்றியுள்ளது. இந்தப் பல்கலைக்கழகத்தில் மருத்துவம், கணினி மற்றும் மானுடவியல் போன்ற துறைகளை வழங்கும் மூன்று கல்லூரிகளும் 17 பள்ளிகளும் உள்ளன.
இந்தப் பல்கலைக்கழகம், ஜப்பான் கடலோரத்தில், அதன் வரலாறு மற்றும் கலாச்சாரத்திற்காகப் புகழ்பெற்ற நகரமான கனசாவாவில் அமைந்துள்ளது. நிலப்பிரபுத்துவக் காலம் (1598-1867) முதல், கனசாவா ஒரு அதிகாரப்பூர்வமான அறிவுசார் கௌரவத்தைப் பெற்று வந்துள்ளது. கனசாவா பல்கலைக்கழகம் ககுமா மற்றும் டகாரமாச்சி என இரண்டு முக்கிய வளாகங்களாகப் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. இதில் சுமார் 10,200 மாணவர்கள் பயில்கின்றனர், அவர்களில் 600 பேர் சர்வதேச மாணவர்கள் ஆவர்.
அசல் உள்ளடக்கத்தைக் காண்க: https://www.prnewswire.com/news-releases/kanazawa-university-research-enhancing-carbon-dioxide-reduction-301846809.html