ساخت نوع جدیدی از مواد متخلخل که می‌توانند گازهای گلخانه‌ای را ذخیره کنند

گروهی از پژوهشگران تحت سرپرستی دانشمندان دانشگاه هریوت-وات اسکاتلند ماده متخلخل جدیدی طراحی کرده‌اند که می‌تواند کربن‌دی‌اکسید و سایر گازهای گلخانه‌ای را ذخیره کند. این تیم با همکاری پژوهشگران دانشگاه لیورپول، کالج سلطنتی لندن، دانشگاه ساوتهمپتون و دانشگاه علم و فناوری شرق چین، از مدل‌سازی کامپیوتری برای پیش‌بینی دقیق نحوه ترکیب مولکول‌ها در نوع جدید مواد متخلخل استفاده کردند.

مطالعه در مجله‌ی Nature Synthesis منتشر شده است و نحوه ایجاد مولکول‌های توخالی قفس‌مانند را با ظرفیت ذخیره‌سازی بالایی برای گازهای گلخانه‌ای مانند کربن‌دی‌اکسید و سولفور هگزا فلوراید توضیح می‌دهد. سولفور هگزا فلوراید گاز گلخانه‌ای قوی‌تر از کربن‌دی‌اکسید است که می‌تواند هزاران سال در جو باقی بماند.

نویسندگان مقاله با اشاره به این موضوع که برای کمک به حل بزرگ‌ترین چالش جامعه خود به مواد متخلخل نیاز داریم، می‌گویند، کاشت درختان روشی کارآمدی برای جذب کربن، اما بسیار کند است. بنابراین، به مداخله انسانی مانند مولکول‌های مصنوعی برای جذب کارآمد و سریع‌تر گازهای گلخانه‌ای از محیط‌زیست نیاز داریم.

مولکول‌های قفس‌مانند جدید با استفاده از مولکول‌های قفس‌مانند دیگری ایجاد شدند تا نوع جدیدی از مواد متخلخل را ایجاد کنند. نویسندگان مطالعه می‌گویند ترکیب مطالعات محاسباتی مانند مطالعه آن‌ها با فناوری‌های جدید هوش مصنوعی می‌تواند منبع بی‌سابقه‌ای از مواد جدید را برای حل فوری‌ترین چالش‌ جامعه ایجاد کند و این مطالعه گامی مهم در این مسیر است.

پژوهشگران از مدل کامپیوتری برای پیش‌بینی دقیق این موضوع استفاده کردند که مولکول‌ها چگونه در ماده متخلخل جدید آرایش پیدا می‌کنند.

متخصصان مدل‌سازی محاسباتی در کالج سلطنتی لندن و دانشگاه ساوتهمپتون شبیه‌سازی‌هایی را برای درک و پیش‌بینی روند مونتاژ مولکول‌های قفس‌مانند انتخابی و ایجاد مواد متخلخل طراحی کردند. این مولکول‌ها به ذخیره کربن‌دی‌اکسید و سولفور هگزا فلوراید تمایل دارند. ساختار متخلخل ماده جدید به طور خاص امکان جذب و ذخیره گازهای مضر محیط را فراهم می‌کند.

مولکول‌های با ساختار پیچیده می‌توانند برای حذف ترکیبات سمی موسوم به ترکیبات آلی فرار از هوا نیز استفاده شوند و می‌توانند در علم پزشکی نیز کاربردهای مهمی داشته باشند.