КАВАНИШ, Япония, 2022 елның 15 ноябре /PRNewswire/ — Дөнья халкы артуы аркасында климат үзгәреше, ресурсларның кимүе, төрләрнең юкка чыгуы, пластик пычрану һәм урманнарның киселүе кебек әйләнә-тирә мохит мәсьәләләре тагын да актуальләшә бара.
Углекислый газ (CO2) - парник газы һәм климат үзгәрүенең төп сәбәпләренең берсе. Шуңа күрә, "ясалма фотосинтез (углекислый газның фоторедукциясе)" дип аталган процесс, үсемлекләр кебек үк, углекислый газ, су һәм кояш энергиясеннән ягулык һәм химик матдәләр өчен органик чимал җитештерә ала. Шул ук вакытта алар энергия һәм химик җитештерү өчен чимал буларак кулланыла торган CO2 чыгаруларын киметә. Шуңа күрә ясалма фотосинтез иң алдынгы яшел технологияләрнең берсе буларак билгеле.
MOFлар (металл-органик каркаслар) - органик булмаган металлар кластерларыннан һәм органик тоташтыргычлардан торган гаять зур күзәнәкле материаллар. Аларны молекуляр дәрәҗәдә нано диапазонында зур өслек мәйданы белән контрольдә тотарга мөмкин. Бу үзенчәлекләр аркасында MOFлар газ саклауда, аеруда, металл адсорбциясендә, катализда, дару җибәрүдә, суны эшкәртүдә, сенсорларда, электродларда, фильтрларда һ.б. кулланылырга мөмкин. Соңгы вакытта MOFларның CO2 тоту сәләте барлыгы ачыкланды, ул ясалма фотосинтез дип тә атала торган CO2 фоторедукциясе аша органик матдәләр җитештерү өчен кулланылырга мөмкин.
Икенче яктан, квант нокталары - квант химиясе һәм квант механикасы кагыйдәләренә буйсына торган оптик үзлекләргә ия булган ультра кечкенә материаллар (0,5–9 нанометр). Алар "ясалма атомнар яки ясалма молекулалар" дип атала, чөнки һәр квант ноктасы берничә дән меңгә кадәр атомнардан яки молекулалардан гына тора. Бу зурлык диапазонында электроннарның энергия дәрәҗәләре инде өзлексез түгел һәм квант чикләү эффекты дип аталган физик күренеш аркасында аерыла. Бу очракта, чыгарылган яктылыкның дулкын озынлыгы квант ноктасының зурлыгына бәйле булачак. Бу квант нокталары шулай ук ​​югары яктылык сеңдерү сәләте, күп экситоннар тудыру сәләте һәм зур өслек мәйданы аркасында ясалма фотосинтезда да кулланылырга мөмкин.
MOFлар да, квант нокталар да Яшел Фән Альянсы тарафыннан синтезланган. Элегрәк алар MOF-квант нокталы композитларны ясалма фотосинтез өчен махсус катализатор буларак кубыз кислотасын җитештерү өчен уңышлы кулланганнар. Ләкин бу катализаторлар порошок рәвешендә, һәм бу катализатор порошокларын һәр процесста фильтрлау юлы белән җыярга кирәк. Шуңа күрә аны чын сәнәгать кулланылышында куллану авыр, чөнки бу процесслар өзлексез түгел.
Моңа җавап итеп, Green Science Alliance Co., Ltd. компаниясеннән Каджино Тетсуро әфәнде, Ивабаяши Хирохиса әфәнде һәм доктор Мори Рёхей үз технологияләрен кулланып, бу махсус ясалма фотосинтез катализаторларын арзан тукыма тукымасына иммобилизацияләделәр һәм яңа кубыз кислотасы заводы ачтылар. Бу процессны гамәли сәнәгать кушымталары өчен өзлексез эшләргә мөмкин. Ясалма фотосинтез реакциясе тәмамланганнан соң, кубыз кислотасы булган суны алып чыгарга һәм чыгарырга мөмкин, аннары ясалма фотосинтезны яңадан башлау өчен савытка яңа чиста су өстәргә мөмкин.
Кырмыска кислотасы водород ягулыгын алыштыра ала. Водород нигезендәге җәмгыятьнең дөньякүләм кабул ителүен тоткарлаучы төп сәбәпләрнең берсе - Галәмдәге иң кечкенә атом булган водородны саклау авыр, һәм водородның яхшы ябылган резервуарын төзү бик кыйммәткә төшәчәк. Моннан тыш, водород газы шартлаучан булырга һәм куркынычсызлык өчен куркыныч тудырырга мөмкин. Кырмыска кислоталарын ягулык буларак саклау күпкә җиңелрәк, чөнки алар сыек. Кирәк булса, кырмыска кислотасы водородны урында җитештерү өчен реакцияне катализлый ала. Моннан тыш, кырмыска кислотасы төрле химик матдәләр өчен чимал буларак кулланылырга мөмкин.
Ясалма фотосинтезның нәтиҗәлелеге хәзерге вакытта бик түбән булса да, Яшел Фән Альянсы нәтиҗәлелекне арттыру һәм чыннан да кулланылган ясалма фотосинтезны кертү өчен көрәшүен дәвам итәчәк.