വാർത്താക്കുറിപ്പ് – സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിനായി കാർബൺ അധിഷ്ഠിത ഇന്ധനങ്ങൾക്കായുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവശ്യം വായുവിലെ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ (CO2) അളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് തുടരുന്നു. CO2 ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഇതിനകം തന്നെ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന വാതകത്തിന്റെ ദോഷകരമായ ഫലങ്ങൾ ഇത് ലഘൂകരിക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ, ഫോർമിക് ആസിഡ് (HCOOH), മെഥനോൾ തുടങ്ങിയ വിലയേറിയ പദാർത്ഥങ്ങളാക്കി അന്തരീക്ഷ CO2 ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള സൃഷ്ടിപരമായ മാർഗങ്ങൾ ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. ദൃശ്യപ്രകാശത്തെ ഒരു ഉത്തേജകമായി ഉപയോഗിച്ച് ഫോട്ടോകാറ്റലിസ്റ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് CO2 ന്റെ ഫോട്ടോറെഡക്ഷൻ അത്തരം പരിവർത്തനങ്ങൾക്കുള്ള ഒരു ജനപ്രിയ രീതിയാണ്.
2023 മെയ് 8-ന് ആൻഗെവാൻഡെ കെമിയുടെ അന്താരാഷ്ട്ര പതിപ്പിൽ വെളിപ്പെടുത്തിയ ഏറ്റവും പുതിയ മുന്നേറ്റത്തിൽ, ടോക്കിയോ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ പ്രൊഫസർ കസുഹിക്കോ മെയ്ഡയും അദ്ദേഹത്തിന്റെ ഗവേഷണ സംഘവും ഗണ്യമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചു. CO2 ന്റെ സെലക്ടീവ് ഫോട്ടോറെഡക്ഷൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ടിൻ (Sn) ലോഹ-ഓർഗാനിക് ഫ്രെയിംവർക്ക് (MOF) അവർ വിജയകരമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. അടുത്തിടെ അവതരിപ്പിച്ച MOF നെ KGF-10 എന്ന് നാമകരണം ചെയ്തു, അതിന്റെ രാസ സൂത്രവാക്യം [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: ട്രൈത്തിയോസയനൂറിക് ആസിഡ്, MeOH: മെഥനോൾ) ആണ്. ദൃശ്യപ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച്, KGF-10 ഫലപ്രദമായി CO2 നെ ഫോർമിക് ആസിഡാക്കി (HCOOH) മാറ്റുന്നു. പ്രൊഫസർ മെയ്ഡ വിശദീകരിച്ചു, "ഇന്നുവരെ, അപൂർവവും ഉത്തമവുമായ ലോഹങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള CO2 കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള വളരെ കാര്യക്ഷമമായ നിരവധി ഫോട്ടോകാറ്റലിസ്റ്റുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ധാരാളം ലോഹങ്ങൾ ചേർന്ന ഒരൊറ്റ തന്മാത്രാ യൂണിറ്റിലേക്ക് പ്രകാശം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതും കാറ്റലറ്റിക് പ്രവർത്തനങ്ങളും സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് ഒരു വെല്ലുവിളിയായി തുടരുന്നു." അങ്ങനെ, ഈ രണ്ട് തടസ്സങ്ങളെയും മറികടക്കാൻ Sn ഒരു ഉത്തമ സ്ഥാനാർത്ഥിയാണെന്ന് തെളിഞ്ഞു.
ലോഹങ്ങളുടെയും ജൈവ വസ്തുക്കളുടെയും ഗുണങ്ങൾ സംയോജിപ്പിക്കുന്ന MOF-കൾ, അപൂർവ എർത്ത് ലോഹങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പരമ്പരാഗത ഫോട്ടോകാറ്റലിസ്റ്റുകൾക്ക് ഒരു ഹരിത ബദലായി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഫോട്ടോകാറ്റലിസ്റ്റ് പ്രക്രിയകളിൽ ഒരു ഉൽപ്രേരകമായും പ്രകാശ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതായും ഇരട്ട പങ്കിന് പേരുകേട്ട Sn, MOF-അധിഷ്ഠിത ഫോട്ടോകാറ്റലിസ്റ്റുകൾക്ക് ഒരു പ്രായോഗിക ഓപ്ഷനായിരിക്കാം. സിർക്കോണിയം, ഇരുമ്പ്, ലെഡ് എന്നിവ ചേർന്ന MOF-കൾ വിപുലമായി പഠിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, Sn-അധിഷ്ഠിത MOF-കളെക്കുറിച്ചുള്ള ധാരണ ഇപ്പോഴും പരിമിതമാണ്. ഫോട്ടോകാറ്റാലിസിസ് മേഖലയിൽ Sn-അധിഷ്ഠിത MOF-കളുടെ സാധ്യതകളും സാധ്യതകളും പൂർണ്ണമായി പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നതിന് കൂടുതൽ പഠനങ്ങളും പഠനങ്ങളും ആവശ്യമാണ്.
ടിൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള MOF KGF-10 സമന്വയിപ്പിക്കാൻ, ഗവേഷകർ H3ttc (ട്രൈത്തിയോസയനൂറിക് ആസിഡ്), MeOH (മെഥനോൾ), ടിൻ ക്ലോറൈഡ് എന്നിവ ആരംഭ ഘടകങ്ങളായി ഉപയോഗിച്ചു. ഇലക്ട്രോൺ ദാതാവും ഹൈഡ്രജൻ ഉറവിടവുമായി അവർ 1,3-ഡൈമെഥൈൽ-2-ഫീനൈൽ-2,3-ഡൈഹൈഡ്രോ-1H-ബെൻസോ[d]ഇമിഡാസോൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു. സമന്വയത്തിനുശേഷം, ലഭിച്ച KGF-10 വിവിധ വിശകലന രീതികൾക്ക് വിധേയമാക്കി. ഈ പരിശോധനകൾ കാണിക്കുന്നത് പദാർത്ഥത്തിന് 2.5 eV ബാൻഡ് വിടവുള്ള മിതമായ CO2 ആഗിരണം ശേഷിയും ദൃശ്യ തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണിയിൽ ഫലപ്രദമായ ആഗിരണം ഉണ്ടെന്നുമാണ്.
പുതിയ വസ്തുവിന്റെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവ് ഉപയോഗിച്ച്, ദൃശ്യപ്രകാശം വഴി കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ കുറവ് ഉത്തേജിപ്പിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഇത് ഉപയോഗിച്ചു. പ്രത്യേകിച്ച്, സഹായ ഫോട്ടോസെൻസിറ്റൈസറോ കാറ്റലിസ്റ്റോ ഇല്ലാതെ 99% വരെ സെലക്റ്റിവിറ്റിയോടെ KGF-10 CO2 ഫോർമാറ്റ് (HCOO-) പരിവർത്തനം കൈവരിക്കുന്നുവെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. കൂടാതെ, KGF-10 അഭൂതപൂർവമായ ഉയർന്ന വ്യക്തമായ ക്വാണ്ടം വിളവ് - ഫോട്ടോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ കാര്യക്ഷമതയുടെ അളവുകോൽ - 400 nm ൽ 9.8% മൂല്യത്തിൽ എത്തി. ഫോട്ടോകാറ്റലിറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനിടെ നടത്തിയ ഘടനാപരമായ വിശകലനം കാണിക്കുന്നത്, കുറയ്ക്കൽ പ്രക്രിയയെ സഹായിക്കുന്നതിന് KGF-10 ഒരു ഘടനാപരമായ പരിഷ്കരണത്തിന് വിധേയമാകുമെന്നാണ്.
ദൃശ്യപ്രകാശം വഴി CO2 രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് വൺ-വേ ഉൽപ്രേരകമായി നോബിൾ ലോഹങ്ങൾ ആവശ്യമില്ലാത്ത, ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള ടിൻ അധിഷ്ഠിത ഫോട്ടോകാറ്റലിസ്റ്റ് KGF-10 ആണ് ഈ വിപ്ലവകരമായ ഗവേഷണം അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. ഈ പഠനത്തിൽ പ്രദർശിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന KGF-10 ന്റെ ശ്രദ്ധേയമായ ഗുണങ്ങൾ, സൗരോർജ്ജ CO2 കുറയ്ക്കൽ ഉൾപ്പെടെ വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഒരു ഫോട്ടോകാറ്റലിസ്റ്റായി അതിന്റെ ഉപയോഗത്തിൽ വിപ്ലവം സൃഷ്ടിച്ചേക്കാം. പ്രൊഫ. മെയ്ഡ ഉപസംഹരിക്കുന്നു: “ഭൂമിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന വിഷരഹിതവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതും സമൃദ്ധവുമായ ലോഹങ്ങളുടെ ഉപയോഗത്തിലൂടെ മികച്ച ഫോട്ടോകാറ്റലിറ്റിക് കഴിവുകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു വേദിയായി MOF-കൾക്ക് പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അവ പലപ്പോഴും തന്മാത്രാ ലോഹ സമുച്ചയങ്ങളാണ്. നേടാനാവില്ല.” ഈ കണ്ടെത്തൽ ഫോട്ടോകാറ്റലിസിസ് മേഖലയിൽ പുതിയ സാധ്യതകൾ തുറക്കുകയും ഭൂമിയുടെ വിഭവങ്ങളുടെ സുസ്ഥിരവും കാര്യക്ഷമവുമായ ഉപയോഗത്തിന് വഴിയൊരുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ന്യൂസ്‌വൈസ് പത്രപ്രവർത്തകർക്ക് ബ്രേക്കിംഗ് ന്യൂസിലേക്കുള്ള പ്രവേശനവും സർവകലാശാലകൾക്കും സ്ഥാപനങ്ങൾക്കും പത്രപ്രവർത്തകർക്കും അവരുടെ പ്രേക്ഷകർക്ക് ബ്രേക്കിംഗ് ന്യൂസ് വിതരണം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു വേദിയും നൽകുന്നു.