කවානිෂි, ජපානය, 2022 නොවැම්බර් 15 /PRNewswire/ — ජනගහන පිපිරීමක් හේතුවෙන් දේශගුණික විපර්යාස, ස්වාභාවික සම්පත් ක්ෂය වීම, විශේෂ වඳ වී යාම, ප්ලාස්ටික් දූෂණය සහ වන විනාශය වැනි පාරිසරික ගැටළු ලොව පුරා උග්‍ර වෙමින් පවතී.
කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) හරිතාගාර වායුවක් වන අතර දේශගුණික විපර්යාස සඳහා ප්‍රධාන හේතුවක් වේ. මේ සම්බන්ධයෙන්, "කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය (CO2 ප්‍රකාශ අඩු කිරීම)" ලෙස හඳුන්වන ක්‍රියාවලියක් මඟින් ශාක මෙන් CO2, ජලය සහ සූර්ය ශක්තියෙන් ඉන්ධන සහ රසායනික ද්‍රව්‍ය සඳහා කාබනික අමුද්‍රව්‍ය නිපදවිය හැකිය. ඒ සමඟම, ඒවා CO2 විමෝචනය ද අඩු කරයි, මන්ද CO2 බලශක්ති හා රසායනික සම්පත් නිෂ්පාදනය සඳහා අමුද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කරයි. එබැවින්, කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය නවතම හරිත තාක්ෂණයන්ගෙන් එකක් ලෙස සැලකේ.
MOFs (ලෝහ කාබනික රාමු) යනු අකාබනික ලෝහ සහ කාබනික සම්බන්ධක පොකුරු වලින් සමන්විත අතිශය සිදුරු සහිත ද්‍රව්‍ය වේ. ඒවා නැනෝමීටර පරාසයේ අණුක මට්ටමින් පාලනය කළ හැකි අතර විශාල මතුපිට ප්‍රදේශයක් ඇත. මෙම ගුණාංග නිසා, MOFs වායු ගබඩා කිරීම, වෙන් කිරීම, ලෝහ අවශෝෂණය, උත්ප්‍රේරණය, ඖෂධ බෙදා හැරීම, ජල පිරිපහදු කිරීම, සංවේදක, ඉලෙක්ට්‍රෝඩ, පෙරහන් ආදියෙහි යෙදිය හැකිය. මෑතකදී, MOFs CO2 ග්‍රහණය කිරීමේ හැකියාව ඇති බව සොයාගෙන ඇති අතර එය CO2, එනම් කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණයෙන් ප්‍රකාශ අඩු කළ හැකිය.
අනෙක් අතට, ක්වොන්ටම් තිත් යනු අතිශය තුනී ද්‍රව්‍ය (0.5–9 nm) වන අතර ඒවායේ දෘශ්‍ය ගුණාංග ක්වොන්ටම් රසායන විද්‍යාවේ සහ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ නීතිවලට අනුකූල වේ. ඒවා "කෘතිම පරමාණු හෝ කෘතිම අණු" ලෙස හැඳින්වේ, මන්ද සෑම ක්වොන්ටම් තිතක්ම පරමාණු හෝ අණු කිහිපයක් හෝ දහස් ගණනකින් පමණක් සමන්විත වේ. 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 තිත් වල 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.
හරිත විද්‍යා සන්ධානය යටතේ MOF සහ ක්වොන්ටම් තිත් දෙකම සංස්ලේෂණය කර ඇත. මීට පෙර, ඔවුන් කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සඳහා විශේෂ උත්ප්‍රේරකයක් ලෙස ෆෝමික් අම්ලය නිපදවීමට MOF ක්වොන්ටම් තිත් සංයුක්ත ද්‍රව්‍ය 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, ප්‍රායෝගික කාර්මික භාවිතය සඳහා ඒවා යෙදීම දුෂ්කර ය.
ඊට ප්‍රතිචාර වශයෙන්, හරිත විද්‍යා සන්ධානයේ ටෙට්සුරෝ කජිනෝ මහතා, හිරෝහිසා ඉවාබයාෂි මහතා සහ සීමාසහිත ආචාර්ය රියෝහෙයි මෝරි මහතා ඔවුන්ගේ තාක්ෂණය භාවිතා කරමින් මිල අඩු රෙදිපිළි තහඩු මත මෙම විශේෂ කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණ උත්ප්‍රේරක නිශ්චල කළ අතර ෆෝමික් අම්ලය නිෂ්පාදනය සඳහා නව ක්‍රියාවලියක් සංවර්ධනය කළහ. එය ප්‍රායෝගික කාර්මික යෙදුම්වල අඛණ්ඩව ක්‍රියාත්මක විය හැකිය. කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණ ප්‍රතික්‍රියාව අවසන් වූ පසු, ෆෝමික් අම්ලය අඩංගු ජලය නිස්සාරණය සඳහා පිටතට ගෙන යා හැකි අතර, කෘතිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය අඛණ්ඩව නැවත ආරම්භ කිරීම සඳහා නව මිරිදිය නැවත කන්ටේනරයට එකතු කළ හැකිය.
ෆෝමික් අම්ලයට හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධන ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිය. ලොව පුරා හයිඩ්‍රජන් සමාජයක් පැතිරීම වැළැක්වීමට එක් ප්‍රධාන හේතුවක් වන්නේ හයිඩ්‍රජන් විශ්වයේ කුඩාම පරමාණුව වන බැවින් එය ගබඩා කිරීම දුෂ්කර වන අතර ඉහළ මුද්‍රා තැබීමේ බලපෑමක් සහිත හයිඩ්‍රජන් ටැංකියක් නිෂ්පාදනය කිරීම ඉතා මිල අධික වනු ඇත. ඊට අමතරව, හයිඩ්‍රජන් වායුව පුපුරන සුලු විය හැකි අතර ආරක්ෂිත අනතුරක් ඇති කරයි. ෆෝමික් අම්ලය ද්‍රවයක් බැවින්, එය ඉන්ධන ලෙස ගබඩා කිරීම පහසුය. අවශ්‍ය නම්, ෆෝමික් අම්ලය ස්ථානීය හයිඩ්‍රජන් නිෂ්පාදනය උත්ප්‍රේරණය කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය. ඊට අමතරව, ෆෝමික් අම්ලය විවිධ රසායනික ද්‍රව්‍ය සඳහා අමුද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකිය.
කෘත්‍රිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණයේ කාර්යක්ෂමතාව තවමත් අඩු වුවද, කෘත්‍රිම ප්‍රභාසංස්ලේෂණය සඳහා ප්‍රායෝගික යෙදුම් ස්ථාපිත කිරීම සඳහා කාර්යක්ෂමතාව වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා හරිත විද්‍යා සන්ධානය දිගටම සටන් කරනු ඇත.