کاوانیش، جاپان، د نومبر ۱۵، ۲۰۲۲ /PRNewswire/ — د چاپیریال مسلې لکه د اقلیم بدلون، د سرچینو کمښت، د ډولونو له منځه تلل، د پلاستیک ککړتیا او د ځنګلونو وهل چې د نړۍ د نفوس د زیاتوالي له امله رامینځته کیږي، ډیر جدي کیږي.
کاربن ډای اکسایډ (CO2) د شنو خونو ګاز دی او د اقلیم د بدلون یو له اصلي لاملونو څخه دی. په دې برخه کې، د "مصنوعي فوتوسنتیز (د کاربن ډای اکسایډ عکس کمول)" په نوم یوه پروسه کولی شي د کاربن ډای اکسایډ، اوبو او لمریزې انرژۍ څخه د سونګ موادو او کیمیاوي موادو لپاره عضوي خام مواد تولید کړي، لکه څنګه چې نباتات کوي. په ورته وخت کې، دوی د CO2 اخراج کموي، کوم چې د انرژۍ او کیمیاوي تولید لپاره د تغذیې په توګه کارول کیږي. له همدې امله، مصنوعي فوتوسنتیز د شنه ټیکنالوژیو څخه یو له خورا پرمختللو څخه پیژندل کیږي.
MOFs (فلزي-عضوي چوکاټونه) هغه سپرپورس مواد دي چې د غیر عضوي فلزاتو او عضوي لینکرونو له کلسترونو څخه جوړ شوي دي. دوی د نانو رینج کې د لوی سطحې ساحې سره د مالیکولي کچې کنټرول کیدی شي. د دې ملکیتونو له امله، MOFs د ګاز ذخیره کولو، جلا کولو، فلزي جذب، کتلسیس، د درملو رسولو، د اوبو درملنې، سینسرونو، الکترودونو، فلټرونو او نورو کې کارول کیدی شي. MOFs پدې وروستیو کې موندل شوي چې د CO2 نیولو وړتیا لري، کوم چې د CO2 فوتو ریډکشن له لارې د عضوي موادو تولید لپاره کارول کیدی شي، چې د مصنوعي فوتوسنتز په نوم هم پیژندل کیږي.
له بلې خوا، کوانټم نقطې خورا کوچني مواد دي (0.5-9 نانومیټره) چې د نظري ځانګړتیاو سره د کوانټم کیمیا او کوانټم میخانیک قواعدو اطاعت کوي. دوی ته "مصنوعي اتومونه یا مصنوعي مالیکولونه" ویل کیږي ځکه چې هر کوانټم نقطه یوازې د څو څخه تر زرګونو اتومونو یا مالیکولونو څخه جوړه ده. د اندازې په دې حد کې، د الکترونونو د انرژۍ کچه نور دوامداره نه وي او د فزیکي پیښې له امله جلا کیږي چې د کوانټم محدودیت اغیزې په نوم پیژندل کیږي. پدې حالت کې، د خارج شوي رڼا طول موج به د کوانټم نقطې اندازې پورې اړه ولري. دا کوانټم نقطې د دوی د لوړ رڼا جذب ظرفیت، د څو اکسیټون تولیدولو وړتیا او د لوی سطحې ساحې له امله په مصنوعي فوتوسنتز کې هم کارول کیدی شي.
د شنه ساینس اتحاد لخوا دواړه MOFs او کوانټم نقطې ترکیب شوي دي. مخکې، دوی په بریالیتوب سره د مصنوعي فوتوسنتز لپاره د ځانګړي کتلست په توګه د فارمیک اسید تولید لپاره د MOF-کوانټم نقطې مرکبات کارولي دي. په هرصورت، دا کتلستونه د پوډر په بڼه دي او دا کتلست پوډر باید په هره پروسه کې د فلټر کولو له لارې راټول شي. له همدې امله، دا ستونزمنه ده چې دا په ریښتینې صنعتي کارونې کې پلي شي ځکه چې دا پروسې دوامداره ندي.
په ځواب کې، د ګرین ساینس الائنس شرکت لمیټډ ښاغلي کاجینو تیتسورو، ښاغلي ایوبایاشي هیروهیسا، او ډاکټر موري ریوهی د دوی ټیکنالوژۍ څخه کار واخیست ترڅو دا ځانګړي مصنوعي فوتوسنتیز کتلستونه په ارزانه ټوکر کې غیر فعال کړي او یو نوی فارمیک اسید فابریکه یې پرانستله. دا پروسه د عملي صنعتي غوښتنلیکونو لپاره په دوامداره توګه پرمخ وړل کیدی شي. د مصنوعي فوتوسنتیز تعامل بشپړیدو وروسته، هغه اوبه چې فارمیک اسید لري ایستل کیدی شي او استخراج کیدی شي، او بیا د مصنوعي فوتوسنتیز بیا پیلولو ته دوام ورکولو لپاره کانټینر ته نوي تازه اوبه اضافه کیدی شي.
فورمیک اسید کولی شي د هایدروجن سونګ ځای ونیسي. یو له اصلي دلیلونو څخه چې په ټوله نړۍ کې د هایدروجن پر بنسټ ټولنې د منلو مخه نیسي دا ده چې هایدروجن، چې په کایناتو کې ترټولو کوچنی اتوم دی، ذخیره کول ګران دي، او د هایدروجن د ښه مهر شوي زیرمې جوړول به خورا ګران وي. سربیره پردې، هایدروجن ګاز کولی شي چاودیدونکي وي او د خوندیتوب خطر رامینځته کړي. د سونګ په توګه د فارمیک اسیدونو ذخیره کول خورا اسانه دي ځکه چې دوی مایع دي. که اړتیا وي، فارمیک اسید کولی شي د هایدروجن په حالت کې تولید لپاره عکس العمل کټالیز کړي. سربیره پردې، فارمیک اسید د مختلفو کیمیاوي موادو لپاره د خامو موادو په توګه کارول کیدی شي.
حتی که د مصنوعي فوتوسنتز موثریت اوس مهال خورا ټیټ وي، د شنه ساینس اتحاد به د موثریت زیاتولو او په ریښتیا سره پلي شوي مصنوعي فوتوسنتز معرفي کولو لپاره مبارزې ته دوام ورکړي.