KAWANIŞ, Ýaponiýa, 2022-nji ýylyň 15-nji noýabry /PRNewswire/ — Dünýä ilatynyň artmagy sebäpli howanyň üýtgemegi, serişdeleriň azalmagy, görnüşleriň ýok bolmagy, plastik hapalanma we tokaýlaryň ýok edilmegi ýaly ekologiýa meseleleri has-da möhümleşýär.
Uglerod dioksidi (CO2) parnik gazydyr we howanyň üýtgemeginiň esasy sebäpleriniň biridir. Şu nukdaýnazardan, "emeli fotosintez (uglerod dioksidiniň fotoreduksiýasy)" diýlip atlandyrylýan proses ösümlikler ýaly uglerod dioksidinden, suwdan we gün energiýasyndan ýangyç we himiki maddalar üçin organiki çig mal öndürip biler. Şol bir wagtyň özünde, olar energiýa we himiki önümçilik üçin çig mal hökmünde ulanylýan CO2 zyňyndylaryny azaldýarlar. Şonuň üçin emeli fotosintez iň ösen ýaşyl tehnologiýalaryň biri hökmünde tanalýar.
MOF-lar (metal-organik çarçuwalar) organiki däl metallaryň we organiki baglanyşdyryjylaryň klasterlerinden düzülen örän gözenekli materiallardyr. Olary uly ýüz meýdany bilen nano diapazonynda molekulýar derejede gözegçilik edip bolýar. Şu häsiýetleri sebäpli MOF-lar gaz saklamakda, bölmekde, metal adsorbsiýasynda, katalizde, derman serişdelerini ibermekde, suwy arassalamakda, sensorlarda, elektrodlarda, süzgüçlerde we ş.m. ulanylyp bilner. Ýakynda MOF-laryň CO2-ni tutmak ukybynyň bardygy anyklandy, bu bolsa emeli fotosintez diýlip hem atlandyrylýan CO2 fotoreduksiýasy arkaly organiki maddalary öndürmek üçin ulanylyp bilner.
Beýleki tarapdan, kwant nokatlary kwant himiýasynyň we kwant mehanikasynyň düzgünlerine boýun bolýan optiki häsiýetlere eýe bolan örän kiçi materiallardyr (0,5–9 nanometr). Olar "emeli atomlar ýa-da emeli molekulalar" diýlip atlandyrylýar, sebäbi her bir kwant nokady diňe birnäçeden müňlerçe atoma ýa-da molekuladan ybarat. Bu ölçeg aralygynda elektronlaryň energiýa derejeleri indi üznüksiz bolmaýar we kwant çäklendiriji täsiri diýlip atlandyrylýan fiziki hadysa sebäpli bölünýär. Bu ýagdaýda, çykarylýan ýagtylygyň tolkun uzynlygy kwant nokadynyň ululygyna bagly bolar. Bu kwant nokatlary ýokary ýagtylyk siňdiriş ukyby, köp sanly eksiton döretmek ukyby we uly ýüz meýdany sebäpli emeli fotosintezde hem ulanylyp bilner.
MOF-lar hem, kwant nokatlary hem “Ýaşyl Ylym Bileleşigi” tarapyndan sintez edildi. Mundan öň, olar MOF-kwant nokat kompozitlerini emeli fotosintez üçin ýörite katalizator hökmünde formik kislota öndürmek üçin üstünlikli ulanypdylar. Şeýle-de bolsa, bu katalizatorlar poroşok görnüşinde bolýar we bu katalizator poroşoklary her bir prosesde süzgüç arkaly ýygnalmalydyr. Şonuň üçin, bu prosesler üznüksiz däldigi üçin, ony hakyky senagat ulanylyşyna ulanmak kyn.
Muňa jogap hökmünde, “Green Science Alliance Co., Ltd.” kompaniýasynyň jenap Kajino Tetsuro, jenap Iwabayashi Hirohisa we doktor Mori Ryohei öz tehnologiýasyny ulanyp, bu ýörite emeli fotosintez katalizatorlaryny arzan dokma matasyna hereketsizleşdirdiler we täze formik kislota zawodyny açdylar. Bu proses amaly senagat ulanylyşlary üçin üznüksiz dowam etdirilip bilner. Emeli fotosintez reaksiýasy tamamlanandan soň, formik kislotasyny öz içine alýan suwy alyp, çykaryp bolýar, soňra emeli fotosinteziň täzeden başlanmagyny dowam etdirmek üçin gapda täze arassa suw goşup bolýar.
Formik kislota wodorod ýangyjynyň ornuny tutup biler. Wodorod esasly jemgyýetiň dünýä derejesinde kabul edilmegine päsgel berýän esasy sebäpleriň biri, älemdäki iň kiçi atom bolan wodorody saklamagyň kyn bolmagydyr we wodorodyň gowy ýapylan goruny gurmak örän gymmat bolar. Mundan başga-da, wodorod gazy partlaýjy bolup biler we howpsuzlyk üçin howp döredip biler. Formik kislotalary ýangyç hökmünde saklamak has aňsat, sebäbi olar suwukdyr. Zerur bolan halatynda, formik kislota reaksiýany katalizläp, wodorody ýerinde öndürip biler. Mundan başga-da, formik kislota dürli himiki maddalar üçin çig mal hökmünde ulanylyp bilner.
Häzirki wagtda emeli fotosinteziň netijeliligi örän pes bolsa-da, "Ýaşyl Ylym Bileleşigi" netijeliligi ýokarlandyrmak we hakykatdanam ulanylýan emeli fotosintezi ornaşdyrmak üçin göreşini dowam etdirer.