Исследователи из Университета Киото, Университета Токио (Япония) и Университета Цзянсу (Китай) разработали новый материал, который может избирательно захватывать молекулы углекислого газа (CO2) и эффективно превращать их в полезные органические материалы, передает портал EurekAlert! со ссылкой на сайт Университета Киото. Описание материала появилось в журнале Nature Communications.
Новый материал представляет собой пористый координационный полимер (PCP, также известный как MOF, металл-органический каркас) – каркас, состоящий из ионов металла цинка. Исследователи проверили свой материал с помощью рентгеноструктурного анализа и обнаружили, что он может избирательно захватывать только молекулы CO2 с десятикратной эффективностью по сравнению с другими PCP.
Потребление человеком ископаемого топлива привело к увеличению глобальных выбросов CO2, что привело к серьезным проблемам, связанным с глобальным потеплением и изменением климата. Один из способов, который поможет этому противостоять, – «удалить» углерод из атмосферы, но современные методы подобной «очистки» очень энергоемки. Низкая реакционная способность углекислого газа затрудняет его улавливание и преобразование.
Как новый материал схватывает молекулы углекислого газа? У него есть органический компонент с молекулярной структурой, похожей на пропеллер: когда молекулы CO2 приближаются к материалу, эти «пропеллеры» вращаются и перестраиваются, чтобы обеспечить захват СО2, что приводит к небольшим изменениям в молекулярных каналах в PCP. Материал действует как молекулярное сито, способное распознавать молекулы углекислого газа по размеру и форме. Важное преимущество PCP: его можно перерабатывать и использовать повторно. Во время экспериментов эффективность не снижалась даже после десяти реакционных циклов.
И из пойманных молекул углекислого газа тоже можно извлечь выгоду: диоксид углерода можно переработать в ценные химические вещества, такие как циклические карбонаты, которые можно использовать в нефтехимии и фармацевтике.
[Иллюстрация: ILLUSTRATION BY MINDY TAKAMIYA]
