Para ilmuwan menemukan molekul pertama dari jenisnya yang menyerap gas rumah kaca

“Caging” adalah cara para ilmuwan mendeskripsikan jenis bahan berpori baru, unik dalam struktur molekulnya, yang dapat digunakan untuk memerangkap karbon dioksida dan gas rumah kaca lain yang lebih kuat.

Disintesis di laboratorium oleh para peneliti di Inggris dan Tiongkok, bahan ini dibuat dalam dua langkah, dengan reaksi yang menyusun blok-blok penyusun prisma segitiga menjadi sangkar tetrahedral yang lebih besar dan lebih simetris – menghasilkan struktur molekul pertama dari jenisnya. Klaim tim.

Bahan yang dihasilkan, dengan banyaknya molekul polar, menarik dan menahan gas rumah kaca seperti karbon dioksida (CO2).₂) dengan afinitas yang kuat. Ia juga menunjukkan stabilitas yang sangat baik dalam air, yang sangat penting untuk penggunaannya dalam penangkapan karbon di lingkungan industri, dari aliran gas basah atau basah.

'Ini adalah penemuan yang menarik' Dia berkata Mark Little, ilmuwan material di Universitas Heriot-Watt di Edinburgh dan penulis senior studi tersebut, mengatakan, “Karena kita membutuhkan material berpori baru untuk membantu memecahkan tantangan terbesar masyarakat, seperti menangkap dan menyimpan gas rumah kaca.”

Meski belum diuji secara luas, percobaan laboratorium menunjukkan bahwa bahan mirip sangkar baru ini juga memiliki kapasitas penyerapan yang tinggi. Sulfur heksafluorida (SF₆), yang menurut Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim, adalah Gas rumah kaca yang paling kuat.

Dimana CO₂ Tetap di atmosfer selama 5-200 tahun, SF₆ Ia dapat bertahan hidup antara 800 hingga 3.200 tahun. Meskipun SF₆ Tingkat atmosfernya jauh lebih rendah, dan umurnya yang sangat panjang menghasilkan SF₆ Potensi pemanasan global Sekitar 23.500 kali Itu CO₂ Jika dibandingkan dengan lebih dari 100 tahun yang lalu.

Hapus SF dalam jumlah besar₆ Dan berbagi₂ Dari atmosfer, atau mencegahnya memasuki atmosfer, adalah hal yang perlu segera kita lakukan untuk mengendalikan perubahan iklim.

Para peneliti memperkirakan kita perlu menggali sekitarnya 20 miliar ton karbon dioksida₂ setiap tahun Untuk menghilangkan emisi karbon kita yang cenderung meningkat.

Hingga saat ini, strategi dekarbonisasi telah dijalankan 2 miliar ton per tahun, namun sebagian besar pohon dan tanah melakukan tugasnya. Hanya tentang 0,1 persen penghilangan karbonSekitar 2,3 juta ton per tahun, berkat teknologi baru seperti penangkapan udara langsung, yang menggunakan bahan berpori untuk menyerap karbon dioksida.₂ Dari udara.

Para peneliti sedang sibuk Penciptaan materi baru Untuk meningkatkan penangkapan udara langsung agar lebih efisien dan hemat energi, material baru ini bisa menjadi pilihan lain. Namun untuk menghindari dampak terburuk perubahan iklim, kita harus berupaya mengurangi emisi gas rumah kaca lebih cepat daripada yang bisa dilakukan oleh teknologi baru saat ini.

Namun, kita harus melakukan segala yang kita bisa untuk mengatasi masalah global ini. Menciptakan material dengan kompleksitas struktural yang tinggi tidaklah mudah, bahkan jika molekul-molekul elementer secara teknis berkumpul sendiri.

Strategi ini disebut Perakitan mandiri supramolekul. Mereka dapat menghasilkan struktur kimia yang berikatan silang dari blok penyusun yang lebih sederhana, namun memerlukan beberapa penyesuaian karena “kondisi reaksi terbaik sering kali tidak terlihat secara intuitif,” kata Little dan rekan-rekannya. dijelaskan dalam makalah mereka yang diterbitkan.

Semakin kompleks molekul akhir, semakin sulit untuk disintesis dan semakin banyak “pengacakan” molekul yang dapat terjadi dalam reaksi tersebut.

Untuk mengatasi interaksi molekuler yang tidak terlihat ini, para peneliti menggunakan simulasi untuk memprediksi bagaimana molekul utama mereka akan berkumpul menjadi bahan berpori jenis baru ini. Mereka memperhitungkan geometri molekul prekursor potensial, stabilitas kimia, dan kekerasan produk akhir.

Selain kemampuannya dalam menyerap gas rumah kaca, kata para peneliti Menyarankan Bahan-bahan baru ini juga dapat digunakan untuk menghilangkan asap beracun lainnya dari udara, seperti senyawa organik yang mudah menguap, yang dengan mudah berubah menjadi uap atau gas dari permukaan termasuk di dalam mobil baru.

“Kami melihat penelitian ini sebagai langkah penting untuk membuka aplikasi serupa di masa depan,” kata Little Dia berkata.

Studi ini dipublikasikan di Sintesis alam.