පුවත් අනුව - ආර්ථිකයට ඉන්ධන සැපයීම සඳහා කාබන් මත පදනම් වූ ඉන්ධන සඳහා වැඩිවන ඉල්ලුම වාතයේ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) ප්‍රමාණය වැඩි කිරීම දිගටම කරගෙන යයි. CO2 විමෝචනය අඩු කිරීමට උත්සාහ කරන අතර, මෙය දැනටමත් වායුගෝලයේ ඇති වායුවේ හානිකර බලපෑම් අවම නොකරයි. එබැවින් පර්යේෂකයන් ෆෝමික් අම්ලය (HCOOH) සහ මෙතනෝල් වැනි වටිනා ද්‍රව්‍ය බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් වායුගෝලීය CO2 භාවිතා කිරීමට නිර්මාණාත්මක ක්‍රම ඉදිරිපත් කර ඇත. දෘශ්‍ය ආලෝකය උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස භාවිතා කරමින් ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක භාවිතා කරමින් CO2 ප්‍රකාශ අඩු කිරීම එවැනි පරිවර්තනයන් සඳහා ජනප්‍රිය ක්‍රමයකි.
2023 මැයි 8 වන දින Angewandte Chemie හි ජාත්‍යන්තර සංස්කරණයෙන් හෙළි කරන ලද නවතම ඉදිරි ගමනේදී, ටෝකියෝ තාක්ෂණ ආයතනයේ මහාචාර්ය කසුහිකෝ මේඩා සහ ඔහුගේ පර්යේෂණ කණ්ඩායම සැලකිය යුතු ප්‍රගතියක් ලබා ඇත. ඔවුන් CO2 හි තෝරාගත් ප්‍රකාශ අඩු කිරීම ප්‍රවර්ධනය කරන ටින් (Sn) ලෝහ-කාබනික රාමුවක් (MOF) සාර්ථකව සංවර්ධනය කර ඇත. මෑතකදී හඳුන්වා දුන් MOF KGF-10 ලෙස නම් කරන ලද අතර එහි රසායනික සූත්‍රය [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: ට්‍රයිතියෝසයනුරික් අම්ලය, MeOH: මෙතනෝල්) වේ. දෘශ්‍ය ආලෝකය භාවිතා කරමින්, KGF-10 ඵලදායී ලෙස CO2 ෆෝමික් අම්ලය (HCOOH) බවට පරිවර්තනය කරයි. මහාචාර්ය මේඩා පැහැදිලි කළේ, “අද වන විට, දුර්ලභ හා උච්ච ලෝහ මත පදනම් වූ CO2 අඩු කිරීම සඳහා බොහෝ ඉතා කාර්යක්ෂම ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක සංවර්ධනය කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, ලෝහ විශාල සංඛ්‍යාවකින් සමන්විත තනි අණුක ඒකකයකට ආලෝකය අවශෝෂණය කරන සහ උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරකම් ඒකාබද්ධ කිරීම අභියෝගයක් ලෙස පවතී.” මේ අනුව, මෙම බාධක දෙක ජය ගැනීමට Sn කදිම අපේක්ෂකයෙකු බව ඔප්පු විය.
ලෝහ සහ කාබනික ද්‍රව්‍යවල වාසි ඒකාබද්ධ කරන MOFs, දුර්ලභ පෘථිවි ලෝහ මත පදනම් වූ සාම්ප්‍රදායික ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක සඳහා හරිත විකල්පයක් ලෙස ගවේෂණය කෙරේ. ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාවලීන්හි උත්ප්‍රේරකයක් සහ ආලෝක අවශෝෂකයක් ලෙස ද්විත්ව භූමිකාව සඳහා ප්‍රසිද්ධ Sn, MOF මත පදනම් වූ ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක සඳහා ශක්‍ය විකල්පයක් විය හැකිය. සර්කෝනියම්, යකඩ සහ ඊයම් වලින් සමන්විත MOFs පුළුල් ලෙස අධ්‍යයනය කර ඇතත්, Sn-පාදක MOFs පිළිබඳ අවබෝධය තවමත් සීමිතය. ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක ක්ෂේත්‍රයේ Sn-පාදක MOFs හි හැකියාවන් සහ විභව යෙදුම් සම්පූර්ණයෙන්ම ගවේෂණය කිරීම සඳහා වැඩිදුර අධ්‍යයනයන් සහ අධ්‍යයනයන් අවශ්‍ය වේ.
ටින් මත පදනම් වූ MOF KGF-10 සංස්ලේෂණය කිරීම සඳහා, පර්යේෂකයන් ආරම්භක සංරචක ලෙස H3ttc (ට්‍රයිතියෝසයනුරික් අම්ලය), MeOH (මෙතනෝල්) සහ ටින් ක්ලෝරයිඩ් භාවිතා කළහ. ඔවුන් ඉලෙක්ට්‍රෝන පරිත්‍යාගශීලියෙකු සහ හයිඩ්‍රජන් ප්‍රභවයක් ලෙස 1,3-ඩයිමෙතිල්-2-ෆීනයිල්-2,3-ඩයිහයිඩ්‍රෝ-1H-බෙන්සෝ[d]ඉමිඩසෝල් තෝරා ගත්හ. සංස්ලේෂණයෙන් පසුව, ලබාගත් KGF-10 විවිධ විශ්ලේෂණාත්මක ක්‍රමවලට භාජනය කරන ලදී. මෙම පරීක්ෂණවලින් පෙනී ගියේ ද්‍රව්‍යයට මධ්‍යස්ථ CO2 අවශෝෂණ ධාරිතාවක් ඇති බවත් දෘශ්‍ය තරංග ආයාම පරාසය තුළ 2.5 eV කලාප පරතරයක් සහ ඵලදායී අවශෝෂණයක් ඇති බවත්ය.
නව ද්‍රව්‍යයේ භෞතික හා රසායනික ගුණාංග පිළිබඳ දැනුමෙන් සන්නද්ධව, විද්‍යාඥයින් එය දෘශ්‍ය ආලෝකය මගින් කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අඩු කිරීම උත්ප්‍රේරණය කිරීමට භාවිතා කළහ. විශේෂයෙන්, පර්යේෂකයන් සොයා ගත්තේ KGF-10 කිසිදු සහායක ප්‍රභාසංවේදකයක් හෝ උත්ප්‍රේරකයක් නොමැතිව 99% දක්වා තේරීමක් සහිතව CO2 ආකෘතිකරණය (HCOO-) පරිවර්තනය සාක්ෂාත් කර ගන්නා බවයි. ඊට අමතරව, KGF-10 පෙර නොවූ විරූ ලෙස ඉහළ පැහැදිලි ක්වොන්ටම් අස්වැන්නක් පෙන්නුම් කළේය - ෆෝටෝන භාවිතා කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයේ මිනුමක් - 400 nm හිදී 9.8% ක අගයක් කරා ළඟා විය. සැලකිය යුතු ලෙස, ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ප්‍රතික්‍රියාව අතරතුර සිදු කරන ලද ව්‍යුහාත්මක විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ KGF-10 අඩු කිරීමේ ක්‍රියාවලියට සහාය වීම සඳහා ව්‍යුහාත්මක වෙනස් කිරීමකට භාජනය වන බවයි.
මෙම පෙරළිකාර පර්යේෂණය මඟින් දෘශ්‍ය ආලෝකය මගින් CO2 අඩු කිරීම සඳහා ඒක-මාර්ග උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස උච්ච ලෝහ අවශ්‍ය නොවන ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ටින් මත පදනම් වූ ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක KGF-10 ඉදිරිපත් කරයි. මෙම අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කරන ලද KGF-10 හි කැපී පෙනෙන ගුණාංග සූර්ය CO2 අඩු කිරීම ඇතුළු විවිධ යෙදුම්වල ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස එහි භාවිතය විප්ලවීය වෙනසක් කළ හැකිය. මහාචාර්ය මේඩා නිගමනය කරන්නේ: “අපගේ ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ MOFs පෘථිවියේ ඇති විෂ නොවන, ලාභදායී සහ බහුල ලෝහ භාවිතය තුළින් උසස් ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක හැකියාවන් වර්ධනය කිරීම සඳහා වේදිකාවක් ලෙස සේවය කළ හැකි බවයි, ඒවා බොහෝ විට අණුක ලෝහ සංකීර්ණ වේ. අත් කරගත නොහැකියි.” මෙම සොයාගැනීම ප්‍රකාශ උත්ප්‍රේරක ක්ෂේත්‍රයේ නව හැකියාවන් විවෘත කරන අතර පෘථිවියේ සම්පත් තිරසාර හා කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීමට මග පාදයි.
Newswise මාධ්‍යවේදීන්ට උණුසුම් පුවත් වෙත ප්‍රවේශය සපයන අතර විශ්ව විද්‍යාල, ආයතන සහ මාධ්‍යවේදීන්ට තම ප්‍රේක්ෂකයින්ට උණුසුම් පුවත් බෙදා හැරීමට වේදිකාවක් සපයයි.