მეცნიერებმა გამოიგონეს ინოვაციური მეთოდი, რომლითაც დაუპირისპირდებიან ადამიანთა საქმიანობის შედეგად ატმოსფეროში გამოყოფილ დიდი ოდენობით ნახშირორჟანგს. მეთოდი გულისხმობს CO2-ის გარდაქმნას გამოსადეგ ორგანულ პოლიმერად.
ახლად გამოგონებული მეთოდი ჰაერში იჭერს CO2-ის მოლეკულებს, თანაც ისე, რომ ამ პროცესში დიდ ენერგიას არ ხარჯავს. მიღებული მასალა პოტენციურად შეიძლება გარდაიქმნას შეფუთვისა და ტანსაცმლის წარმოებისთვის საჭირო მასალად.
ეს საიდუმლო იარაღია ფოროვანი კოორდინირების პოლიმერი (PCP), რომელიც თუთიის იონებისგან მზადდება.
მეცნიერთა განცხადებით, ამ იონებს შეუძლიათ შერჩევითად დაიჭირონ CO2-ის მოლეკულები ათჯერ მეტი ეფექტიანობით, ვიდრე სხვა ფოროვან კოორდინირების პოლიმერებს. გარდა ამისა, მასალა მრავალჯერადი გამოყენებისაა და მაქსიმალურ ეფექტიანობას ავლენს რეაქციების მეათე ციკლის შემდეგაც კი.
კიოტოს უნივერსიტეტის ქიმიკოსის, კენი-იჩი ოტაკეს განცხადებით, მათ წარმატებით შექმნეს ფოროვანი მასალა, რომელსაც ძლიერი მსგავსება აქვთ CO2-ის მოლეკულებთან და შეუძლიათ, ის სწრაფად და ეფექტიანად გარდაქმნან სასარგებლო ორგანულ მასალებად.
ნახშირბადის სეკვესტრირების იდეა უკვე გარკვეული ხანია არსებობს, მაგრამ ყველაფერს ართულებს ნახშირორჟანგის დაბალი რეაქციულობა, რაც იმას ნიშნავს, რომ საკმაოდ ძნელია მათი დაჭერა და ამოღება დიდი ენერგიის გარეშე.
ამ წინაღობის დაძლევის გასაღებს შეიძლება ფლობდნენ ფოროვანი კოორდინირების პოლიმერი (PCP), რომლებსაც მეტალ-ორგანულ კარკასულ სტრუქტურებსაც უწოდებენ. ახალი კვლევისას, მეცნიერებმა ერთი ჭკვიანური ხრიკი გამოიყენეს — ორგანული კომპონენტი პროპელერის მსგავსი სტრუქტურით.
რენტგენული სტრუქტურული ანალიზების გამოყენებით, მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ როდესაც CO2-ის მოლეკულები უახლოვდებიან ფოროვანი კოორდინირების პოლიმერებს, მათი მოლეკულური სტრუქტურა ბრუნავს და ხელახლა გადაჯგუფდება, რაც ნახშირორჟანგს ამ მასალაში ჩაჭედვის საშუალებას აძლევს.
ფოროვანი კოორდინირების პოლიმერები მოლეკულური საცრებივით მოქმედებს — სცნობს მოლეკულებს ფორმებისა და ზომების მიხედვით. მას შემდეგ, რაც ეს მასალა CO2-ს მოამწყვდევს და შთანთქავს, შესაძლებელია მისი გადამუშავება ორგანულ პოლიმერად. თავის მხრივ, ორგანული პოლიმერების გარდაქმნა შესაძლებელია პოლიურეთანად, რომელსაც იყენებენ ტანსაცმლის, შესაფუთი მასალებისა და სხვადასხვა საყოფაცხოვრებო ნივთების წარმოებაში.
ნახშირბადის შენახვის ველზე ამჟამად რამდენიმე იმედისმომცემი კვლევა შეიმჩნევა. 2019 წლის დასაწყისში, მელბურნის ტექნოლოგიების სამეფო ინსტიტუტის მეცნიერებმა წარმოადგინეს მეთოდი, რომლითაც CO2 ისევ ქვანახშირად გადააქციეს. ამისათვის მათ მეტალ ცერიუმზე დაფუძნებული რეაქცია გამოიყენეს.
აშშ-ის რაისის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა კი შექმნა მოწყობილობა, რომელიც CO2-ს თხევად საწვავად გარდაქმნის — ამ პროცესის საკვანძო ინგრედიენტია ლითონი ბისმუთი. პროცესის შედეგად, საბოლოოდ წარმოიქმნება ჭიანჭველმჟავა.
ყველა ეს იდეა შემდგომ კვლევას მოითხოვს და საჭიროა უფრო დიდ მასშტაბებზე მუშაობა, თუმცა, პროგრესი უკვე აშკარაა. მიუხედავად ამისა, მეცნიერთა განცხადებით, ატმოსფეროდან ჭარბი CO2-ის ამოღების და შესაბამისად, გლობალური დათბობის შენელების ყველაზე საუკეთესი მეთოდი მაინც ერთია — შევამციროთ ჩვენი საქმიანობის შედეგად გამოყოფილი ნახშირბადის ოდენობა.
აშკარაა, რომ საჭიროა სასწრაფო მოქმედება. CO2-ის გარდაქმნის ეს ახალი მეთოდი შეიძლება მომავალში ჩვენთვის ძალიან მნიშვნელოვანი გახდეს, არა მხოლოდ იმიტომ, რომ შეამცირებს რაღაც ისეთის ოდენობას, რაც ჩვენთვის მავნეა.
კიოტოს უნივერსიტეტის ქიმიკოსის, სუსუმუ კიტაგავას განცხადებით, ნახშირბადის შეკავების ერთ-ერთი ყველაზე მწვანე მიდგომაა ნახშირბადის გარდაქმნა მაღალი ღირებულების მქონე ქიმიურ ნივთიერებებად, მაგალითად, ციკლურ კარბონატებად, რომლებიც გამოიყენება პეტროქიმიურ და ფარმაცევტულ წარმოებაში.
კვლევა ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია icems.kyoto-u.ac.jp-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
