கவானிஷி, ஜப்பான், நவம்பர் 15, 2022 /PRNewswire/ — மக்கள்தொகைப் பெருக்கத்தின் காரணமாக, காலநிலை மாற்றம், இயற்கை வளக் குறைவு, உயிரின அழிவு, நெகிழி மாசுபாடு மற்றும் காடழிப்பு போன்ற சுற்றுச்சூழல் பிரச்சினைகள் உலகம் முழுவதும் தீவிரமடைந்து வருகின்றன.
கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) ஒரு பசுமை இல்ல வாயு மற்றும் காலநிலை மாற்றத்தின் முக்கிய காரணங்களில் ஒன்றாகும். இந்த வகையில், தாவரங்களைப் போலவே, "செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை (CO2 ஒளிக்குறைப்பு)" எனப்படும் ஒரு செயல்முறையானது, CO2, நீர் மற்றும் சூரிய ஆற்றலிலிருந்து எரிபொருள்கள் மற்றும் வேதிப்பொருட்களுக்கான கரிம மூலப்பொருட்களை உற்பத்தி செய்ய முடியும். அதே நேரத்தில், ஆற்றல் மற்றும் வேதி வளங்களின் உற்பத்திக்கு CO2 ஒரு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுவதால், அவை CO2 வெளியேற்றத்தையும் குறைக்கின்றன. எனவே, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை சமீபத்திய பசுமைத் தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது.
MOF-கள் (உலோக கரிம கட்டமைப்புகள்) என்பவை கனிம உலோகங்கள் மற்றும் கரிம இணைப்பான்களின் கொத்துக்களால் ஆன மீநுண்துளைப் பொருட்கள் ஆகும். இவற்றை நானோமீட்டர் வரம்பில் மூலக்கூறு மட்டத்தில் கட்டுப்படுத்த முடியும் மற்றும் இவை ஒரு பெரிய மேற்பரப்புப் பரப்பைக் கொண்டுள்ளன. இந்தப் பண்புகளின் காரணமாக, MOF-களை வாயு சேமிப்பு, பிரித்தல், உலோக உறிஞ்சுதல், வினையூக்கம், மருந்து விநியோகம், நீர் சுத்திகரிப்பு, உணர்விகள், மின்முனைகள், வடிகட்டிகள் போன்றவற்றில் பயன்படுத்தலாம். சமீபத்தில், MOF-களுக்கு ஒளி ஒடுக்கம் செய்யப்பட்ட CO2-ஐப் பிடிக்கும் திறன் இருப்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது, அதாவது இது செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையாகும்.
மறுபுறம், குவாண்டம் புள்ளிகள் என்பவை மிக மெல்லிய (0.5–9 நானோமீட்டர்) பொருட்களாகும். அவற்றின் ஒளியியல் பண்புகள் குவாண்டம் வேதியியல் மற்றும் குவாண்டம் இயக்கவியல் விதிகளுக்கு இணங்குகின்றன. ஒவ்வொரு குவாண்டம் புள்ளியும் சில அல்லது சில ஆயிரம் அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளை மட்டுமே கொண்டிருப்பதால், அவை "செயற்கை அணுக்கள் அல்லது செயற்கை மூலக்கூறுகள்" என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த அளவு வரம்பில், குவாண்டம் சிறைப்படுத்தல் விளைவு எனப்படும் ஒரு இயற்பியல் நிகழ்வின் காரணமாக, எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் நிலைகள் தொடர்ச்சியாக இல்லாமல் பிரிக்கப்படுகின்றன. இந்த நிலையில், உமிழப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் குவாண்டம் புள்ளிகளின் அளவைப் பொறுத்து அமையும். இந்த குவாண்டம் புள்ளிகள் அவற்றின் அதிக ஒளி உறிஞ்சும் திறன், பல எக்சைட்டான்களை உருவாக்கும் திறன் மற்றும் பெரிய மேற்பரப்புப் பரப்பு ஆகியவற்றின் காரணமாக செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையிலும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
பசுமை அறிவியல் கூட்டமைப்பின் கீழ் MOF-களும் குவாண்டம் புள்ளிகளும் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன. முன்னதாக, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கைக்கான ஒரு சிறப்பு வினையூக்கியாக ஃபார்மிக் அமிலத்தை உற்பத்தி செய்ய, அவர்கள் MOF குவாண்டம் புள்ளி கலவைப் பொருட்களை வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தியுள்ளனர். இருப்பினும், இந்த வினையூக்கிகள் தூள் வடிவில் உள்ளன, மேலும் ஒவ்வொரு செயல்முறையிலும் இந்த வினையூக்கித் தூள்களை வடிகட்டுதல் மூலம் சேகரிக்க வேண்டும். எனவே, இந்த செயல்முறைகள் தொடர்ச்சியானவை அல்ல என்பதால், அவற்றை நடைமுறைத் தொழில்துறை பயன்பாட்டிற்குக் கொண்டுவருவது கடினமாக உள்ளது.
இதற்குப் பதிலளிக்கும் விதமாக, கிரீன் சயின்ஸ் அலையன்ஸ் கோ., லிமிடெட் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த திரு. டெட்சுரோ கஜினோ, திரு. ஹிரோஹிசா இவபயாஷி மற்றும் டாக்டர். ரியோஹெய் மோரி ஆகியோர், தங்களது தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி, இந்தச் சிறப்பு வாய்ந்த செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை வினையூக்கிகளை மலிவான துணித் தாள்களில் நிலைநிறுத்தி, ஃபார்மிக் அமில உற்பத்திக்கான ஒரு புதிய செயல்முறையை உருவாக்கினர். இது நடைமுறைத் தொழில்துறைப் பயன்பாடுகளில் தொடர்ச்சியாகச் செயல்படக்கூடியது. செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை வினை முடிந்த பிறகு, ஃபார்மிக் அமிலம் உள்ள நீரைப் பிரித்தெடுப்பதற்காக வெளியே எடுத்துவிட்டு, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையைத் தொடர்ச்சியாக மீண்டும் தொடங்குவதற்காகப் புதிய சுத்தமான நீரை மீண்டும் கொள்கலனில் சேர்க்கலாம்.
ஃபார்மிக் அமிலம் ஹைட்ரஜன் எரிபொருளுக்கு மாற்றாகப் பயன்படும். உலகம் முழுவதும் ஒரு ஹைட்ரஜன் சமூகம் பரவுவதைத் தடுக்கும் முக்கிய காரணங்களில் ஒன்று, ஹைட்ரஜன் பிரபஞ்சத்திலேயே மிகச்சிறிய அணுவாக இருப்பதால், அதைச் சேமிப்பது கடினம் என்பதும், அதிக காற்றுப்புகாத் தன்மை கொண்ட ஹைட்ரஜன் தொட்டியை உற்பத்தி செய்வது மிகவும் செலவு மிக்கதாக இருக்கும் என்பதுமாகும். மேலும், ஹைட்ரஜன் வாயு வெடிக்கக்கூடியது மற்றும் பாதுகாப்பு அபாயத்தை ஏற்படுத்தக்கூடியது. ஃபார்மிக் அமிலம் ஒரு திரவமாக இருப்பதால், அதை எரிபொருளாகச் சேமிப்பது எளிது. தேவைப்பட்டால், ஃபார்மிக் அமிலத்தை அதே இடத்தில் ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியை வினையூக்கப் பயன்படுத்தலாம். மேலும், ஃபார்மிக் அமிலத்தை பல்வேறு வேதிப்பொருட்களுக்கான மூலப்பொருளாகவும் பயன்படுத்தலாம்.
செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கையின் செயல்திறன் இன்னும் குறைவாக இருந்தாலும், அதனை நடைமுறைப் பயன்பாடுகளில் நிலைநிறுத்துவதற்காக, பசுமை அறிவியல் கூட்டமைப்பு செயல்திறன் மேம்பாடுகளுக்காகத் தொடர்ந்து போராடும்.