مواد اسفنج‌مانند می‌توانند مواد شیمیایی سمی را از هوا جذب کنند

شکل ۱. تصور هنرمند از ماده. ماده واقعی پر از سوراخ است و کمی شبیه پنیر سوئیسی است. حفره‌ها به آن اجازه می‌دهند تا مولکول‌های بنزن، یک آلاینده سمی را جذب کند.

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱۶ ژوئن، ۲۰۲۲
لینک منبع: Sponge-Like Material Can Absorb Toxic Chemicals From the Air

مواد جدید می‌توانند مقادیر کمی از بنزن، یک آلاینده مضر، را از هوا بگیرند در حالی که از انرژی کمتری نسبت به مواد قبلی استفاده می‌کنند.

یک ماده جدید که می‌تواند مواد مضر را از هوا حذف کند توسط دانشمندان دانشگاه لیمریک در ایرلند ساخته شد.

طبق گفته محققان، این ماده از انرژی بسیار کمتری نسبت به مواد فعلی استفاده می‌کند و می‌تواند سطوح ناچیزی از آلاینده مضر بنزن را از هوا جذب کند.

محققان بر این باورند که مواد متخلخل اسفنجی مانند ممکن است در جستجو برای هوای پاک انقلابی ایجاد کنند و سهم قابل‌توجهی در مبارزه با تغییر آب‌وهوا داشته باشند.

پروفسور مایکل زاوروتکو، رئیس برنال دانشکده مهندسی کریستال و پروفسور پژوهشی بنیاد علوم ایرلند در مؤسسه برنال دانشگاه لیمریک، و همکارانش مواد جدید را توسعه دادند. این یافته‌ها در مجله معتبر Nature Materials در ۲۸ آوریل ۲۰۲۲ گزارش شده‌است.

ترکیبات آلی فرار (VOCs) شامل بنزن دسته‌ای از آلاینده‌های سمی هستند که باعث مشکلات زیست‌محیطی و بهداشتی شدید می‌شوند. توسعه تکنولوژی‌ها برای حذف بنزن از هوا در غلظت‌های ناچیز و انجام آن با یک جای پای انرژی پایین، هر دو چالش‌هایی هستند که تا به حال برطرف نشده‌اند.

پروفسور زورتکو توضیح داد: «خانواده‌ای از مواد متخلخل -مانند یک اسفنج- برای جذب بخار بنزن از هوای آلوده و تولید جریان هوای پاک برای یک زمان کاری طولانی ایجاد شده‌اند.»

این مواد را می‌توان به راحتی تحت حرارت ملایم احیا کرد و آن‌ها را برای تصفیه هوا و اصلاح محیطی کاندید کرد.

«مواد ما می‌توانند هم در حساسیت و هم در زمان کار بسیار بهتر از مواد سنتی عمل کنند.»

پروفسور زاوروتکو و دکتر ژیانگ-جینگ کنگ از گروه علوم شیمیایی در UL، به همراه همکارانی از دانشگاه‌های برجسته چین، ماده متخلخل جدیدی را توسعه دادند که چنان میل ترکیبی قوی برای بنزن دارد که حتی زمانی که تنها در یک بخش از ۱۰۰۰۰۰ موجود باشد، این ماده شیمیایی سمی را جذب می‌کند.

ماده‌ای که در موسسه برنال دانشگاه لیمریک ساخته شده‌است، BUT-55 نام دارد.

طبق گفته محققان، این ماده شبیه پنیر سوئیسی است چون پر از سوراخ است و این حفره‌ها هستند که مولکول‌های بنزن را جذب می‌کنند.

از نظر انرژی، از آنجا که فرآیند جذب بر پایه پیوند فیزیکی است تا پیوند شیمیایی، جای پای جذب و آزادسازی انرژی، بسیار کم‌تر از نسل‌های قبلی مواد است.

شکستن مخلوط‌های گازی کار سختی است. این امر به‌ویژه برای اجزای کوچکی که شامل هوا هستند، که شامل کربن دی‌اکسید و آب هستند، صادق است. ویژگی‌های مواد جدید ما نشان می‌دهد که تجزیه بنزن دیگر کار سختی نیست.

کارهای اولیه از آزمایشگاه پروفسور زاوروتکو منجر به استخراج مواد اولیه برای جذب کربن و برداشت آب (جمع آوری و استفاده از رواناب ناشی از انواع بارش) شد. ماده برداشت آب دارای ویژگی‌های مطلوبی برای جذب و رها کردن آب از جو است که در حال حاضر در سیستم‌های رطوبت‌زدایی استفاده می‌شود.

دکتر ژیانگ جینگ کنگ توضیح داد: براساس طراحی هوشمند، مواد ما در پرداختن به چالش‌های فنی و اجتماعی، مانند ردیابی حذف بنزن از هوا، به خوبی عمل می‌کنند. این کار برای مواد معمولی دشوار است و بنابراین جذابیت مواد متخلخل را برجسته می‌کند.

به‌طور کلی، این نتایج نشان می‌دهد که یک نسل جدید از مواد متخلخل سفارشی از نوعی که در UL اختراع شده‌است، می‌تواند یک رویکرد کلی برای جذب مواد شیمیایی سمی از هوا را ممکن سازد.

دکتر ژیانگ جینگ کنگ توضیح داد: «ایزومرهای آروماتیک در مخلوطشان با روش‌های سنتی که همیشه انرژی‌بر هستند، به سختی جدا می‌شوند..»

«این تحقیق فرصت‌هایی را برای طراحی مواد متخلخل برای جداسازی موثر این مواد شیمیایی با ورودی انرژی پایین و همچنین حذف سایر آلاینده‌های ناچیز از هوا فراهم کرد.»

بودجه این مطالعه توسط شورای تحقیقات اروپا و موسسه علوم ایرلند تامین شد.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات شیمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.