செய்தி வாரியாக - பொருளாதாரத்திற்கு எரிபொருளாக கார்பன் அடிப்படையிலான எரிபொருட்களுக்கான தேவை அதிகரித்து வருவதால் காற்றில் கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) அளவு தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது. CO2 உமிழ்வைக் குறைக்க முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டாலும், ஏற்கனவே வளிமண்டலத்தில் உள்ள வாயுவின் தீங்கு விளைவிக்கும் விளைவுகளை இது குறைக்கவில்லை. எனவே ஆராய்ச்சியாளர்கள் வளிமண்டல CO2 ஐ ஃபார்மிக் அமிலம் (HCOOH) மற்றும் மெத்தனால் போன்ற மதிப்புமிக்க பொருட்களாக மாற்றுவதன் மூலம் அதைப் பயன்படுத்துவதற்கான ஆக்கப்பூர்வமான வழிகளைக் கண்டுபிடித்துள்ளனர். புலப்படும் ஒளியை வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்தி ஒளிச்சேர்க்கையாளர்களைப் பயன்படுத்தி CO2 இன் ஒளிச்சேர்க்கை என்பது அத்தகைய மாற்றங்களுக்கான ஒரு பிரபலமான முறையாகும்.
மே 8, 2023 அன்று வெளியான Angewandte Chemie இன் சர்வதேச பதிப்பில் வெளியிடப்பட்ட சமீபத்திய திருப்புமுனையில், டோக்கியோ தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் பேராசிரியர் கசுஹிகோ மேடா மற்றும் அவரது ஆராய்ச்சி குழு குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்தை அடைந்துள்ளனர். CO2 இன் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஒளிச்சேர்க்கையை ஊக்குவிக்கும் ஒரு தகரம் (Sn) உலோக-கரிம கட்டமைப்பை (MOF) அவர்கள் வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளனர். சமீபத்தில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட MOF KGF-10 என்று பெயரிடப்பட்டது மற்றும் அதன் வேதியியல் சூத்திரம் [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: ட்ரைதியோசயனூரிக் அமிலம், MeOH: மெத்தனால்). புலப்படும் ஒளியைப் பயன்படுத்தி, KGF-10 CO2 ஐ ஃபார்மிக் அமிலமாக (HCOOH) திறம்பட மாற்றுகிறது. பேராசிரியர் மேடா விளக்கினார், "இன்றுவரை, அரிய மற்றும் உன்னத உலோகங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட CO2 குறைப்புக்கான பல மிகவும் திறமையான ஒளிச்சேர்க்கையாளர்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், அதிக எண்ணிக்கையிலான உலோகங்களைக் கொண்ட ஒற்றை மூலக்கூறு அலகாக ஒளி-உறிஞ்சும் மற்றும் வினையூக்க செயல்பாடுகளை ஒருங்கிணைப்பது ஒரு சவாலாகவே உள்ளது." எனவே, இந்த இரண்டு தடைகளையும் கடக்க Sn ஒரு சிறந்த வேட்பாளராக நிரூபிக்கப்பட்டது.
உலோகங்கள் மற்றும் கரிமப் பொருட்களின் நன்மைகளை இணைக்கும் MOFகள், அரிய மண் உலோகங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட பாரம்பரிய ஒளிச்சேர்க்கையாளர்களுக்கு பசுமையான மாற்றாக ஆராயப்படுகின்றன. ஒளிச்சேர்க்கையாளர் செயல்முறைகளில் வினையூக்கியாகவும் ஒளி உறிஞ்சியாகவும் இரட்டைப் பாத்திரத்திற்கு பெயர் பெற்ற Sn, MOF-அடிப்படையிலான ஒளிச்சேர்க்கையாளர்களுக்கு ஒரு சாத்தியமான விருப்பமாக இருக்கலாம். சிர்கோனியம், இரும்பு மற்றும் ஈயத்தால் ஆன MOFகள் விரிவாக ஆய்வு செய்யப்பட்டிருந்தாலும், Sn-அடிப்படையிலான MOFகளைப் பற்றிய புரிதல் இன்னும் குறைவாகவே உள்ளது. ஒளிச்சேர்க்கைத் துறையில் Sn-அடிப்படையிலான MOFகளின் சாத்தியக்கூறுகள் மற்றும் சாத்தியமான பயன்பாடுகளை முழுமையாக ஆராய கூடுதல் ஆய்வுகள் மற்றும் ஆய்வுகள் தேவை.
டின் அடிப்படையிலான MOF KGF-10 ஐ ஒருங்கிணைக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் H3ttc (ட்ரிதியோசயனூரிக் அமிலம்), MeOH (மெத்தனால்) மற்றும் டின் குளோரைடு ஆகியவற்றை தொடக்கக் கூறுகளாகப் பயன்படுத்தினர். அவர்கள் 1,3-டைமெத்தில்-2-ஃபீனைல்-2,3-டைஹைட்ரோ-1H-பென்சோ[d]இமிடசோலை எலக்ட்ரான் நன்கொடையாளராகவும் ஹைட்ரஜன் மூலமாகவும் தேர்ந்தெடுத்தனர். தொகுப்புக்குப் பிறகு, பெறப்பட்ட KGF-10 பல்வேறு பகுப்பாய்வு முறைகளுக்கு உட்படுத்தப்பட்டது. இந்த சோதனைகள், பொருள் 2.5 eV பேண்ட் இடைவெளியுடன் மிதமான CO2 உறிஞ்சுதல் திறனையும், புலப்படும் அலைநீள வரம்பில் பயனுள்ள உறிஞ்சுதலையும் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டியது.
புதிய பொருளின் இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் பற்றிய அறிவைக் கொண்டு, விஞ்ஞானிகள் அதைப் பயன்படுத்தி புலப்படும் ஒளியால் கார்பன் டை ஆக்சைடைக் குறைப்பதை வினையூக்கினர். குறிப்பிடத்தக்க வகையில், KGF-10, துணை ஒளிச்சேர்க்கை அல்லது வினையூக்கி இல்லாமல் 99% வரை தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மையுடன் CO2 ஐ வடிவமைத்தல் (HCOO-) மாற்றத்தை அடைகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தனர். கூடுதலாக, KGF-10 முன்னோடியில்லாத வகையில் அதிக வெளிப்படையான குவாண்டம் விளைச்சலைக் காட்டியது - ஃபோட்டான்களைப் பயன்படுத்துவதன் செயல்திறனின் அளவீடு - 400 nm இல் 9.8% மதிப்பை எட்டியது. குறிப்பாக, ஒளிச்சேர்க்கை வினையின் போது மேற்கொள்ளப்பட்ட கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வு, குறைப்பு செயல்முறைக்கு உதவ KGF-10 ஒரு கட்டமைப்பு மாற்றத்திற்கு உட்படுகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.
இந்த புதிய ஆராய்ச்சி, உயர் செயல்திறன் கொண்ட தகரம் அடிப்படையிலான ஒளிச்சேர்க்கை வினையூக்கி KGF-10 ஐ முன்வைக்கிறது, இது CO2 ஐ புலப்படும் ஒளியால் உருவாக்க ஒரு வழி வினையூக்கியாக உன்னத உலோகங்கள் தேவையில்லை. இந்த ஆய்வில் நிரூபிக்கப்பட்ட KGF-10 இன் குறிப்பிடத்தக்க பண்புகள், சூரிய CO2 குறைப்பு உட்பட பல்வேறு பயன்பாடுகளில் ஒளிச்சேர்க்கையாளராக அதன் பயன்பாட்டை புரட்சிகரமாக்கக்கூடும். பேராசிரியர் மைடா முடிக்கிறார்: "பூமியில் காணப்படும் நச்சுத்தன்மையற்ற, செலவு குறைந்த மற்றும் ஏராளமான உலோகங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் உயர்ந்த ஒளிச்சேர்க்கை திறன்களை வளர்ப்பதற்கான ஒரு தளமாக MOFகள் செயல்பட முடியும் என்பதை எங்கள் முடிவுகள் குறிப்பிடுகின்றன, அவை பெரும்பாலும் மூலக்கூறு உலோக வளாகங்களாகும். அடைய முடியாதவை." இந்த கண்டுபிடிப்பு ஒளிச்சேர்க்கை துறையில் புதிய சாத்தியங்களைத் திறக்கிறது மற்றும் பூமியின் வளங்களின் நிலையான மற்றும் திறமையான பயன்பாட்டிற்கு வழி வகுக்கிறது.
நியூஸ்வைஸ் பத்திரிகையாளர்களுக்கு முக்கிய செய்திகளுக்கான அணுகலை வழங்குகிறது மற்றும் பல்கலைக்கழகங்கள், நிறுவனங்கள் மற்றும் பத்திரிகையாளர்கள் தங்கள் பார்வையாளர்களுக்கு முக்கிய செய்திகளை விநியோகிக்க ஒரு தளத்தை வழங்குகிறது.