Kawanişi, Ýaponiýa, 2022-nji ýylyň 15-nji noýabry /PRNewswire/ — Ilat partlamasy sebäpli dünýäde howanyň üýtgemegi, tebigy serişdeleriň azalmagy, görnüşleriň ýok bolmagy, plastik hapalanma we tokaýlaryň ýok edilmegi ýaly ekologiýa meseleleri has-da ýitileşýär.
Uglerod dioksidi (CO2) parnik gazydyr we howanyň üýtgemeginiň esasy sebäpleriniň biridir. Şu nukdaýnazardan, "emeli fotosintez (CO2 fotoreduksiya)" diýlip atlandyrylýan proses ösümlikler ýaly CO2-den, suwdan we gün energiýasyndan ýangyç we himiki maddalar üçin organiki çig mal öndürip biler. Şol bir wagtyň özünde, CO2 energiýa we himiki serişdeleri öndürmek üçin çig mal hökmünde ulanylýandygy üçin, olar CO2 zyňyndylaryny hem azaldýarlar. Şonuň üçin emeli fotosintez iň täze ýaşyl tehnologiýalaryň biri hasaplanýar.
MOF-lar (Metal Organiki Çerçeweler) organiki däl metallaryň we organiki baglanyşdyryjylaryň klasterlerinden düzülen ultra gözenekli materiallardyr. Olar nanometr aralygynda molekulýar derejede dolandyrylyp bilner we uly ýüz meýdanyna eýedir. 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 fotoreduksiýa edip bolýan CO2-ni tutmak ukybyna, ýagny emeli fotosinteze eýedigi anyklandy.
Beýleki tarapdan, kwant nokatlary optiki häsiýetleri kwant himiýasynyň we kwant mehanikasynyň düzgünlerine laýyk gelýän örän inçe materiallardyr (0,5–9 nm). Olar "emeli atomlar ýa-da emeli molekulalar" diýlip atlandyrylýar, sebäbi her bir kwant nokady bary-ýogy birnäçe ýa-da birnäçe müň atomdan 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 nokatlarynyň ölçegine 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 we kwant nokatlary "Ýaşyl Ylym Bileleşigi" çäginde sintez edildi. Mundan öň, olar MOF kwant nokat kompozit materiallaryny 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, olary amaly senagat ulanylyşynda ulanmak kyn.
Muňa jogap hökmünde, “Green Science Alliance Co., Ltd.” kompaniýasynyň jenap Tetsuro Kajino, jenap Hirohisa Iwabayashi we doktor Ryohei Mori öz tehnologiýasyny ulanyp, bu ýörite emeli fotosintez katalizatorlaryny arzan dokma listlerine hereketsizleşdirdiler we amaly senagat ulanylyşlarynda üznüksiz işläp bilýän formik kislotasyny öndürmek üçin täze usul işläp düzdüler. Emeli fotosintez reaksiýasy tamamlanandan soň, formik kislotasyny öz içine alýan suw ekstraksiýa üçin alnyp bilner we emeli fotosintezi üznüksiz dowam etdirmek üçin gapda täze arassa suwy yzyna goşup bolýar.
Formik kislota wodorod ýangyjynyň ornuny tutup biler. Wodorod jemgyýetiniň dünýäde ýaýramagynyň öňüni alýan esasy sebäpleriň biri, wodorodyň älemdäki iň kiçi atom bolmagydyr, şonuň üçin ony saklamak kyn we ýokary möhürleýji täsiri bolan wodorod çelekleriniň öndürilmegi örän gymmat bolar. Mundan başga-da, wodorod gazy partlaýjy bolup biler we howpsuzlyk üçin howp döredip biler. Formik kislota suwuklyk bolany üçin, ony ýangyç hökmünde saklamak has aňsat. Zerur bolan ýagdaýynda, formik kislota wodorodyň ýerinde öndürilmegini katalizirlemek üçin ulanylyp bilner. Mundan başga-da, formik kislota dürli himiki maddalar üçin çig mal hökmünde ulanylyp bilner.
Emeli fotosinteziň netijeliligi henizem pes bolsa-da, "Ýaşyl Ylym Bileleşigi" emeli fotosinteziň amaly ulanylyşyny ýola goýmak üçin netijeliligi ýokarlandyrmak ugrunda göreşini dowam etdirer.