Zespół z Uniwersytetu Houston opracował cząsteczki, które samoorganizują się w lekkie struktury tworzone przez mikroskopijne pory, zdolne do wiązania dużych ilości gazów cieplarnianych.
„Gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla czy freon, mają ogromny wpływ na klimat Ziemi, a głównie temperaturę” mówi Ognjen Miljanić, profesor chemii na UH, lider zespołu badawczego.
Naukowiec zauważa, że nie tylko dwutlenek węgla stanowi ogromny problem. Kilka innych związków jeszcze bardziej przyczynia się do nasilania efektu cieplarnianego: freon, używany jako substancja chłodząca i fluorowęglowodory, bardzo stabilne związki organiczne, w których jeden lub więcej atomów wodoru zostało zastąpione fluorem.
Według Miljanića, nowy materiał wyłapuje do 75% procent wagowych oparów gazów cieplarnianych. Może on gromadzić np. freony z systemów chłodniczych.
W artykule opublikowanym niedawno w Nature Communications[1], Miljanic i jego koledzy donoszą, że mała cząsteczka oparta jest na fluorowanym kręgosłupie. Tworzy ona pory o rozmiarze 1,6 nanometrów.
„Te niewielkie pory są wyłożone atomami fluoru, co znacznie zwiększa ich powinowactwo do innych cząsteczek zawierających fluor (związki fluorowęglowe i freon)”wyjaśniają naukowcy. Materiały o porach podobnej wielkości były już kiedyś obiektem badań, ale okazały się zbyt ciężkie ze względu na obecność metali w ich strukturze. Poza tym były wrażliwe na wodę oraz trudne do otrzymania i przetwarzania.
Obecny materiał jest o wiele bardziej użyteczny, ponieważ jest stabilny w wodzie i składa się z cząsteczek oddziałujących ze sobą za pomocą słabych wiązań. Czyni to materiał lekkim. Słabe wiązania mogą być rozerwane, gdyby zaszła konieczność przetworzenia cząsteczki bądź osadzenia jej na powierzchni. Oprócz tego cząsteczki są trwałe w temperaturach sięgających 280 stopni Celcjusza.
Badania nad porowatym materiałem są wynikiem międzynarodowej współpracy: naukowców z Uniwersytetu Houston, Yu-Sheng Chen z Uniwersytetu Chicago i Yu-Chun Chuang z Narodowego Centrum Badań Promieniowania Synchrotonowego w Tajwanie.
- Teng-Hao Chen, Ilya Popov, Watchareeya Kaveevivitchai, Yu-Chun Chuang, Yu-Sheng Chen, Olafs Daugulis, Allan J. Jacobson, Ognjen Š. Miljanić. Thermally robust and porous noncovalent organic framework with high affinity for fluorocarbons and CFCs. Nature Communications, 2014; 5: 5131 DOI:10.1038/ncomms6131
- http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141113195154.htm
Opracowała: Angelika Chudzik
Korekta: Maciej Bielak-Wolanin
