5月 28, 2024

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科学者が温室効果ガスを吸収するこの種の分子を初めて発見

科学者が温室効果ガスを吸収するこの種の分子を初めて発見

「ケージング」とは、分子構造が独特で、二酸化炭素や別のより強力な温室効果ガスを捕捉するために使用できる、新しいタイプの多孔質材料を科学者が説明する方法です。

英国と中国の研究者によって研究室で合成されたこの材料は、三角柱の構成要素をより大きくより対称的な四面体ケージに組み立てる反応による 2 段階で作られ、この種の最初の分子構造が生成されます。 チームの主張

得られた物質は極性分子を豊富に含み、二酸化炭素 (CO2) などの温室効果ガスを引きつけて保持します。2) 親和性が高い。 また、水中での優れた安定性も実証されており、これは産業環境における湿ったガス流または湿ったガス流からの炭素回収に使用する場合に重要です。

「これはエキサイティングな発見です」 彼は言う。 エディンバラのヘリオットワット大学の材料科学者で、この研究の主著者であるマーク・リトル氏は、「温室効果ガスの捕捉や貯蔵など、社会の最大の課題の解決に役立つ新しい多孔質材料が必要だからです」と述べた。

多孔質材料を作るには、三角柱の形状をした素粒子が集合して、より大きなかご状の構造になります。 (周ら、 自然合成、 2024年)

広くテストされていませんが、実験室での実験では、新しいかご状の素材が高い吸収能力も備えていることが示されています。 六フッ化硫黄 (SF6)、気候変動に関する政府間パネルによると、これは 最も強力な温室効果ガス

COがどこにあるのか2 大気中に5~200年残る、SF6 800年から3,200年の間生存することができます。 SFにもかかわらずだ6 その大気レベルははるかに低く、その非常に長い寿命によりSFが得られます。6 地球温暖化係数 約23,500回 COのこと2 100年以上前と比べてみると。

大量のSFを除去する6 そして共有する2 大気から、あるいはそもそも大気の侵入を防ぐことは、気候変動を制御するために私たちが緊急に行う必要があることです。

研究者らは、それを掘り下げる必要があると見積もっている 200億トンの二酸化炭素2 毎年 増加傾向にある二酸化炭素排出量を相殺するため。

現在までに脱炭素化戦略が導入されている 年間20億トン、しかし主に木と土がその仕事をします。 ほぼ 0.1% の炭素除去多孔質材料を使用して二酸化炭素を吸収する直接空気捕捉などの新技術のおかげで、年間約 230 万トン。2 空から。

研究者は忙しいです 新しい素材の作成 空気の直接捕捉を改善して効率を高め、エネルギー消費を削減するには、この新しい素材がもう 1 つの選択肢になる可能性があります。 しかし、気候変動による最悪の影響を回避するには、これらの新興技術が現在達成できるよりも早く温室効果ガス排出量を削減することに取り組む必要があります。

しかし、私たちはこの地球規模の問題に対処するためにできる限りのことをしなければなりません。 たとえ要素分子が技術的に集合したとしても、これほど構造的に複雑な材料を作成することは容易ではありませんでした。

この戦略はと呼ばれます 超分子の自己集合。 より単純な構成要素から化学的に架橋した構造を生成することはできるが、「最適な反応条件が直観的に明らかではないことが多い」ため、微調整が必​​要になるとリトル氏らは言う。 発表された論文で説明されています

最終的な分子が複雑であればあるほど、合成はより困難になり、それらの反応ではより多くの分子の「スクランブル」が発生する可能性があります。

これらの目に見えない分子相互作用に対処するために、研究者らはシミュレーションを使用して、主要な分子がどのように集合してこの新しいタイプの多孔質材料になるかを予測しました。 彼らは、潜在的な初期分子の形状、および最終製品の化学的安定性と硬度を考慮しました。

研究者らによると、温室効果ガスを吸収する能力のほかに、 提案する この新しい材料は、新車の内部を含む表面から容易に蒸気やガスに変化する揮発性有機化合物など、他の有毒ガスを空気から除去するためにも使用できる可能性がある。

「私たちはこの研究が、将来そのようなアプリケーションを開拓するための重要な一歩であると考えています」とリトル氏は語った。 彼は言う。

この研究は、 自然の合成

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