Каваниши, Япония, 2022 елның 15 ноябре /PRNewswire/ — Демография артуы аркасында дөнья буйлап климат үзгәреше, табигый ресурсларның кимүе, төрләрнең юкка чыгуы, пластик пычрану һәм урманнарның киселүе кебек әйләнә-тирә мохит проблемалары кискенләшә.
Углекислый газ (CO2) - парник газы һәм климат үзгәрүенең төп сәбәпләренең берсе. Шуңа күрә, "ясалма фотосинтез (CO2 фоторедукциясе)" дип аталган процесс, үсемлекләр кебек үк, CO2, су һәм кояш энергиясеннән ягулык һәм химик матдәләр өчен органик чимал җитештерә ала. Шул ук вакытта, алар CO2 чыгаруларын да киметә, чөнки CO2 энергия һәм химик ресурслар җитештерү өчен чимал буларак кулланыла. Шуңа күрә ясалма фотосинтез иң яңа яшел технологияләрнең берсе дип санала.
MOFлар (Металл Органик Каркаслар) - органик булмаган металлар һәм органик тоташтыргычлар кластерларыннан торган ультрапорист материаллар. Аларны нанометр диапазонында молекуляр дәрәҗәдә контрольдә тотарга мөмкин һәм зур өслек мәйданына ия. Бу үзенчәлекләр аркасында MOFлар газ саклауда, аеруда, металл адсорбциясендә, катализда, дару җибәрүдә, суны эшкәртүдә, сенсорларда, электродларда, фильтрларда һ.б. кулланылырга мөмкин. Соңгы вакытта MOFларның CO2ны фоторедукцияләү, ягъни ясалма фотосинтез ярдәмендә CO2ны тоту сәләтенә ия булуы ачыкланды.
Икенче яктан, квант нокталары - оптик үзлекләре квант химиясе һәм квант механикасы кагыйдәләренә туры килә торган ультра-нечкә материаллар (0,5–9 нм). Алар "ясалма атомнар яки ясалма молекулалар" дип атала, чөнки һәр квант ноктасы берничә яки берничә мең атомнан яки молекуладан 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 нокталарының 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 фәннәр альянсы" кысаларында синтезланган. Элегрәк алар MOF квант нокталы композит материалларын ясалма фотосинтез өчен махсус катализатор буларак кубыз кислотасы җитештерү өчен уңышлы кулланганнар. Ләкин бу катализаторлар порошок рәвешендә була һәм бу катализатор порошокларын һәр процесста фильтрлау юлы белән җыярга кирәк. Шуңа күрә, бу процесслар өзлексез булмаганлыктан, аларны гамәли сәнәгать куллануында куллану кыен.
Моңа җавап итеп, Green Science Alliance Co., Ltd. компаниясеннән Тетсуро Каджино әфәнде, Хирохиса Ивабаяши әфәнде һәм доктор Рёхей Мори үз технологияләрен кулланып, бу махсус ясалма фотосинтез катализаторларын арзан тукыма битләренә иммобилизацияләделәр һәм практик сәнәгать кушымталарында өзлексез эшли алырлык кубыз кислотасы җитештерү өчен яңа процесс эшләделәр. Ясалма фотосинтез реакциясе тәмамланганнан соң, кубыз кислотасы булган суны экстракция өчен алырга мөмкин, һәм ясалма фотосинтезны өзлексез дәвам иттерү өчен савытка яңа чиста су өстәргә мөмкин.
Кырмыска кислотасы водород ягулыгын алыштыра ала. Водород җәмгыятенең дөнья буйлап таралуына комачаулаучы төп сәбәпләрнең берсе - водород Галәмдәге иң кечкенә атом, шуңа күрә аны саклау авыр, һәм югары герметик эффектлы водород багын җитештерү бик кыйммәткә төшәчәк. Моннан тыш, водород газы шартлаучан булырга һәм куркынычсызлык өчен куркыныч тудырырга мөмкин. Кырмыска кислотасы сыек булганлыктан, аны ягулык буларак саклау җиңелрәк. Кирәк булса, кырмыска кислотасын водород җитештерүне урынында катализлау өчен кулланырга мөмкин. Моннан тыш, кырмыска кислотасын төрле химик матдәләр өчен чимал буларак кулланырга мөмкин.
Ясалма фотосинтезның нәтиҗәлелеге әле дә түбән булса да, Яшел Фән Альянсы ясалма фотосинтезның гамәли кулланылышларын булдыру өчен нәтиҗәлелекне арттыру өчен көрәшүен дәвам итәчәк.