කවානිෂ්, ජපානය, 2022 නොවැම්බර් 15 /PRNewswire/ — ලෝක ජනගහන වැඩිවීම නිසා ඇති වන දේශගුණික විපර්යාස, සම්පත් ක්ෂය වීම, විශේෂ වඳ වී යාම, ප්ලාස්ටික් දූෂණය සහ වන විනාශය වැනි පාරිසරික ගැටළු වඩ වඩාත් හදිසි වෙමින් පවතී.
කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) හරිතාගාර වායුවක් වන අතර දේශගුණික විපර්යාස සඳහා ප්‍රධාන හේතුවක් වේ. මේ සම්බන්ධයෙන්, "කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය (කාබන් ඩයොක්සයිඩ් ප්‍රකාශ අඩු කිරීම)" ලෙස හඳුන්වන ක්‍රියාවලියක් මඟින් ශාක මෙන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ්, ජලය සහ සූර්ය ශක්තියෙන් ඉන්ධන සහ රසායනික ද්‍රව්‍ය සඳහා කාබනික අමුද්‍රව්‍ය නිපදවිය හැකිය. ඒ සමඟම, ඒවා CO2 විමෝචනය අඩු කරන අතර ඒවා ශක්තිය සහ රසායනික නිෂ්පාදනය සඳහා පෝෂක ලෙස භාවිතා කරයි. එබැවින්, කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය වඩාත් දියුණු හරිත තාක්ෂණයන්ගෙන් එකක් ලෙස හැඳින්වේ.
MOFs (ලෝහ-කාබනික රාමු) යනු අකාබනික ලෝහ සහ කාබනික සම්බන්ධක පොකුරු වලින් සමන්විත සුපිරි සිදුරු සහිත ද්‍රව්‍ය වේ. විශාල මතුපිට ප්‍රදේශයක් සහිත නැනෝ පරාසයේ අණුක මට්ටමින් ඒවා පාලනය කළ හැකිය. මෙම ගුණාංග නිසා, MOFs වායු ගබඩා කිරීම, වෙන් කිරීම, ලෝහ අවශෝෂණය, උත්ප්‍රේරණය, ඖෂධ බෙදා හැරීම, ජල පිරිපහදු කිරීම, සංවේදක, ඉලෙක්ට්‍රෝඩ, පෙරහන් ආදියෙහි යෙදිය හැකිය. MOFs මෑතකදී CO2 ග්‍රහණය කර ගැනීමේ හැකියාව ඇති බව සොයාගෙන ඇති අතර, එය CO2 ප්‍රකාශ අඩු කිරීම හරහා කාබනික ද්‍රව්‍ය නිපදවීමට භාවිතා කළ හැකි අතර එය කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය ලෙසද හැඳින්වේ.
අනෙක් අතට, ක්වොන්ටම් තිත් යනු ක්වොන්ටම් රසායන විද්‍යාවේ සහ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ නීතිවලට අවනත වන දෘශ්‍ය ගුණ සහිත අතිශය කුඩා ද්‍රව්‍ය (නැනෝමීටර 0.5–9) වේ. සෑම ක්වොන්ටම් තිතක්ම පරමාණු හෝ අණු කිහිපයක් හෝ දහස් ගණනකින් පමණක් සමන්විත වන බැවින් ඒවා "කෘතිම පරමාණු හෝ කෘතිම අණු" ලෙස හැඳින්වේ. මෙම ප්‍රමාණයේ පරාසය තුළ, ඉලෙක්ට්‍රෝනවල ශක්ති මට්ටම් තවදුරටත් අඛණ්ඩව නොපවතින අතර ක්වොන්ටම් සීමා කිරීමේ ආචරණය ලෙස හැඳින්වෙන භෞතික සංසිද්ධියක් හේතුවෙන් වෙන් වේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, විමෝචනය වන ආලෝකයේ තරංග ආයාමය ක්වොන්ටම් තිතේ ප්‍රමාණය මත රඳා පවතී. මෙම ක්වොන්ටම් තිත් ඒවායේ ඉහළ ආලෝක අවශෝෂණ ධාරිතාව, බහු එක්සිටෝන් ජනනය කිරීමේ හැකියාව සහ විශාල මතුපිට ප්‍රදේශය හේතුවෙන් කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණයේදී ද යෙදිය හැකිය.
MOF සහ ක්වොන්ටම් තිත් දෙකම හරිත විද්‍යා සන්ධානය විසින් සංස්ලේෂණය කර ඇත. මීට පෙර, ඔවුන් කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සඳහා විශේෂ උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස ෆෝමික් අම්ලය නිපදවීමට MOF-ක්වොන්ටම් තිත් සංයුක්ත සාර්ථකව භාවිතා කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, මෙම උත්ප්‍රේරක කුඩු ආකාරයෙන් පවතින අතර මෙම උත්ප්‍රේරක කුඩු එක් එක් ක්‍රියාවලියේදී පෙරීම මගින් එකතු කළ යුතුය. එබැවින්, මෙම ක්‍රියාවලීන් අඛණ්ඩව සිදු නොවන බැවින් එය සැබෑ කාර්මික භාවිතයට යෙදීම දුෂ්කර ය.
ඊට ප්‍රතිචාර වශයෙන්, හරිත විද්‍යා සන්ධානයේ කජිනෝ ටෙට්සුරෝ මහතා, ඉවාබයාෂි හිරෝහිසා මහතා සහ සීමාසහිත ආචාර්ය මෝරි රියෝහෙයි මහතා ඔවුන්ගේ තාක්ෂණය භාවිතා කරමින් මෙම විශේෂ කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණ උත්ප්‍රේරක මිල අඩු රෙදිපිළි රෙදි මත නිශ්චල කර නව ෆෝමික් අම්ල කම්හලක් විවෘත කළහ. ප්‍රායෝගික කාර්මික යෙදුම් සඳහා ක්‍රියාවලිය අඛණ්ඩව ක්‍රියාත්මක කළ හැකිය. කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ප්‍රතික්‍රියාව අවසන් වූ පසු, ෆෝමික් අම්ලය අඩංගු ජලය පිටතට ගෙන නිස්සාරණය කළ හැකි අතර, පසුව කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය නැවත ආරම්භ කිරීම සඳහා නව මිරිදිය ජලය කන්ටේනරයට එකතු කළ හැකිය.
ෆෝමික් අම්ලයට හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධන ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය. ලොව පුරා හයිඩ්‍රජන් පාදක සමාජයක් අනුගමනය කිරීම වළක්වා ගැනීමට ප්‍රධාන හේතුවක් වන්නේ විශ්වයේ කුඩාම පරමාණුව වන හයිඩ්‍රජන් ගබඩා කිරීම දුෂ්කර වීම සහ හොඳින් මුද්‍රා තැබූ හයිඩ්‍රජන් ජලාශයක් තැනීම ඉතා මිල අධික වීමයි. ඊට අමතරව, හයිඩ්‍රජන් වායුව පුපුරන සුලු විය හැකි අතර ආරක්ෂිත අනතුරක් ඇති කළ හැකිය. ෆෝමික් අම්ල ද්‍රව බැවින් ඉන්ධන ලෙස ගබඩා කිරීම වඩාත් පහසුය. අවශ්‍ය නම්, ෆෝමික් අම්ලයට හයිඩ්‍රජන් නිපදවීමට ප්‍රතික්‍රියාව උත්ප්‍රේරණය කළ හැකිය. ඊට අමතරව, ෆෝමික් අම්ලය විවිධ රසායනික ද්‍රව්‍ය සඳහා අමුද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය.
කෘත්‍රිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණයේ කාර්යක්ෂමතාව දැනට ඉතා අඩු මට්ටමක පැවතුනද, හරිත විද්‍යා සන්ධානය කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීමට සහ සැබවින්ම ව්‍යවහාරික කෘත්‍රිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය හඳුන්වා දීමට දිගටම සටන් කරනු ඇත.