கவானிஷி, ஜப்பான், நவம்பர் 15, 2022 /PRNewswire/ — மக்கள்தொகை வெடிப்பு காரணமாக உலகம் முழுவதும் காலநிலை மாற்றம், இயற்கை வளங்கள் குறைதல், இனங்கள் அழிவு, பிளாஸ்டிக் மாசுபாடு மற்றும் காடழிப்பு போன்ற சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகள் அதிகரித்து வருகின்றன.
கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) ஒரு பசுமை இல்ல வாயு மற்றும் காலநிலை மாற்றத்திற்கான முக்கிய காரணங்களில் ஒன்றாகும். இது சம்பந்தமாக, "செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை (CO2 ஒளிச்சேர்க்கை குறைப்பு)" எனப்படும் ஒரு செயல்முறை, தாவரங்கள் செய்வது போலவே, CO2, நீர் மற்றும் சூரிய சக்தியிலிருந்து எரிபொருள்கள் மற்றும் ரசாயனங்களுக்கான கரிம மூலப்பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும். அதே நேரத்தில், அவை CO2 உமிழ்வையும் குறைக்கின்றன, ஏனெனில் CO2 ஆற்றல் மற்றும் வேதியியல் வளங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனவே, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை சமீபத்திய பசுமை தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது.
MOFகள் (உலோக கரிம கட்டமைப்புகள்) என்பது கனிம உலோகங்கள் மற்றும் கரிம இணைப்பிகளின் கொத்துக்களால் ஆன அல்ட்ராபோரஸ் பொருட்கள் ஆகும். அவை நானோமீட்டர் வரம்பில் மூலக்கூறு மட்டத்தில் கட்டுப்படுத்தப்படலாம் மற்றும் பெரிய மேற்பரப்புப் பகுதியைக் கொண்டுள்ளன. இந்த பண்புகள் காரணமாக, MOFகளை வாயு சேமிப்பு, பிரித்தல், உலோக உறிஞ்சுதல், வினையூக்கம், மருந்து விநியோகம், நீர் சிகிச்சை, சென்சார்கள், மின்முனைகள், வடிகட்டிகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தலாம். சமீபத்தில், MOFகள் CO2 பிடிப்பு திறனைக் கொண்டிருப்பதாகக் கண்டறியப்பட்டுள்ளது, அவை CO2 ஐ ஒளிச்சேர்க்கை செய்யப்படலாம், அதாவது செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை.
மறுபுறம், குவாண்டம் புள்ளிகள் மிக மெல்லிய பொருட்கள் (0.5–9 nm), அவற்றின் ஒளியியல் பண்புகள் குவாண்டம் வேதியியல் மற்றும் குவாண்டம் இயக்கவியலின் விதிகளுக்கு இணங்குகின்றன. ஒவ்வொரு குவாண்டம் புள்ளியும் ஒரு சில அல்லது சில ஆயிரம் 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 புள்ளிகளின் 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 கூட்டணியின் கீழ் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன. முன்னதாக, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கைக்கான சிறப்பு வினையூக்கியாக ஃபார்மிக் அமிலத்தை உற்பத்தி செய்ய அவர்கள் MOF குவாண்டம் புள்ளி கூட்டுப் பொருட்களை வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தினர். இருப்பினும், இந்த வினையூக்கிகள் தூள் வடிவில் உள்ளன, மேலும் இந்த வினையூக்கி பொடிகள் ஒவ்வொரு செயல்முறையிலும் வடிகட்டுதல் மூலம் சேகரிக்கப்பட வேண்டும். எனவே, இந்த செயல்முறைகள் தொடர்ச்சியாக இல்லாததால், நடைமுறை தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்கு அவற்றைப் பயன்படுத்துவது கடினம்.
இதற்கு பதிலளிக்கும் விதமாக, கிரீன் சயின்ஸ் அலையன்ஸ் கோ., லிமிடெட்டைச் சேர்ந்த திரு. டெட்சுரோ கஜினோ, திரு. ஹிரோஹிசா இவாபயாஷி மற்றும் டாக்டர் ரியோஹெய் மோரி ஆகியோர் தங்கள் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி இந்த சிறப்பு செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை வினையூக்கிகளை மலிவான ஜவுளித் தாள்களில் அசையாமல் நிறுத்தி, ஃபார்மிக் அமிலத்தை உற்பத்தி செய்வதற்கான புதிய செயல்முறையை உருவாக்கினர். இது நடைமுறை தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் தொடர்ந்து செயல்பட முடியும். செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை வினை முடிந்த பிறகு, ஃபார்மிக் அமிலம் கொண்ட தண்ணீரை பிரித்தெடுப்பதற்காக வெளியே எடுக்கலாம், மேலும் செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையை தொடர்ந்து மீண்டும் தொடங்க புதிய நன்னீர் கொள்கலனில் சேர்க்கப்படலாம்.
ஃபார்மிக் அமிலம் ஹைட்ரஜன் எரிபொருளை மாற்ற முடியும். உலகம் முழுவதும் ஹைட்ரஜன் சமூகம் பரவுவதைத் தடுப்பதற்கான முக்கிய காரணங்களில் ஒன்று, ஹைட்ரஜன் பிரபஞ்சத்தின் மிகச்சிறிய அணுவாகும், எனவே அதைச் சேமிப்பது கடினம், மேலும் அதிக சீல் விளைவைக் கொண்ட ஹைட்ரஜன் தொட்டியின் உற்பத்தி மிகவும் விலை உயர்ந்ததாக இருக்கும். கூடுதலாக, ஹைட்ரஜன் வாயு வெடிக்கும் தன்மை கொண்டது மற்றும் பாதுகாப்பு ஆபத்தை ஏற்படுத்தும். ஃபார்மிக் அமிலம் ஒரு திரவமாக இருப்பதால், அதை எரிபொருளாக சேமிப்பது எளிது. தேவைப்பட்டால், ஃபார்மிக் அமிலத்தை ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியை வினையூக்கப் பயன்படுத்தலாம். கூடுதலாக, ஃபார்மிக் அமிலத்தை பல்வேறு வேதிப்பொருட்களுக்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தலாம்.
செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையின் செயல்திறன் இன்னும் குறைவாக இருந்தாலும், செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கைக்கான நடைமுறை பயன்பாடுகளை நிறுவுவதற்கான செயல்திறன் மேம்பாடுகளுக்காக பசுமை அறிவியல் கூட்டணி தொடர்ந்து போராடும்.