ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ဖြန့်ဝေထားသော မြေဆီလွှာတွင်းထွက်ပစ္စည်း α-iron-(III) oxyhydroxide သည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ဖော်မစ်အက်ဆစ်အဖြစ် ပြောင်းလဲခြင်းအတွက် ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်သော ဓာတ်ကူပစ္စည်းဖြစ်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။Credit: ပါမောက္ခ Kazuhiko Maeda
ဖော်မစ်အက်ဆစ် (HCOOH) ကဲ့သို့သော သယ်ယူပို့ဆောင်နိုင်သော လောင်စာများသို့ CO2 ကို ဓာတ်ပုံလျှော့ချခြင်းသည် လေထုထဲတွင် CO2 အဆင့် မြင့်တက်လာမှုကို တိုက်ဖျက်ရန် ကောင်းမွန်သော နည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤလုပ်ငန်းကို အထောက်အကူပြုရန်အတွက် တိုကျိုနည်းပညာတက္ကသိုလ်မှ သုတေသနအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့သည် အလွယ်တကူရရှိနိုင်သော သံဓာတ်အခြေခံ သတ္တုတစ်မျိုးကို ရွေးချယ်ပြီး အလူမီနာအထောက်အပံ့ပေါ်တွင် တင်ကာ CO2 ကို HCOOH အဖြစ် ၉၀% ခန့် ထိရောက်စွာပြောင်းလဲပေးနိုင်သော ဓာတ်ကူပစ္စည်းတစ်ခုကို တီထွင်ခဲ့သည်။
လျှပ်စစ်ကားများသည် လူအများစုအတွက် ဆွဲဆောင်မှုရှိသော ရွေးချယ်မှုတစ်ခုဖြစ်ပြီး အဓိကအကြောင်းရင်းမှာ ကာဗွန်ထုတ်လွှတ်မှု မရှိခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ သို့သော် လူအများစုအတွက် အားနည်းချက်ကြီးတစ်ခုမှာ ၎င်းတို့၏ အကွာအဝေးမရှိခြင်းနှင့် အားသွင်းချိန်ကြာရှည်ခြင်း ဖြစ်သည်။ ဤနေရာတွင် ဓာတ်ဆီကဲ့သို့သော အရည်လောင်စာများသည် အားသာချက်ကြီးတစ်ခုရှိသည်။ ၎င်းတို့၏ မြင့်မားသော စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆသည် အကွာအဝေးရှည်ကြာစွာ မောင်းနှင်နိုင်ပြီး လျင်မြန်စွာ လောင်စာဖြည့်တင်းနိုင်သည်။
ဓာတ်ဆီ သို့မဟုတ် ဒီဇယ်ဆီမှ မတူညီသော အရည်လောင်စာသို့ ပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် ကာဗွန်ထုတ်လွှတ်မှုကို ဖယ်ရှားပေးနိုင်ပြီး အရည်လောင်စာများ၏ အားသာချက်များကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့် လောင်စာဆဲလ်တစ်ခုတွင် ဖော်မစ်အက်ဆစ်သည် ရေနှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို ထုတ်လွှတ်နေစဉ် အင်ဂျင်ကို လည်ပတ်စေနိုင်သည်။ သို့သော် လေထု CO2 ကို HCOOH အဖြစ် လျှော့ချခြင်းဖြင့် ဖော်မစ်အက်ဆစ် ထုတ်လုပ်ပါက အသားတင်ထွက်ရှိမှုမှာ ရေသာဖြစ်သည်။
ကျွန်ုပ်တို့၏လေထုထဲတွင် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ပမာဏ မြင့်တက်လာခြင်းနှင့် ကမ္ဘာကြီးပူနွေးလာမှုအပေါ် ၎င်းတို့၏ ပံ့ပိုးကူညီမှုသည် ယခုအခါ အဖြစ်များသော သတင်းများဖြစ်လာပါသည်။ သုတေသီများသည် ပြဿနာအတွက် ချဉ်းကပ်မှုအမျိုးမျိုးကို စမ်းသပ်ခဲ့ကြသည်နှင့်အမျှ ထိရောက်သောဖြေရှင်းချက်တစ်ခု ပေါ်ပေါက်လာခဲ့သည်—လေထုအတွင်းရှိ ပိုလျှံနေသော ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို စွမ်းအင်ကြွယ်ဝသော ဓာတုပစ္စည်းများအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲခြင်း။
နေရောင်ခြည်တွင် CO2 ၏ photoreduction ဖြင့် formic acid (HCOOH) ကဲ့သို့သော လောင်စာများ ထုတ်လုပ်ခြင်းသည် မကြာသေးမီက အာရုံစိုက်မှုများစွာကို ဆွဲဆောင်ခံခဲ့ရသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် အကျိုးကျေးဇူးနှစ်ဆရှိသည်- ၎င်းသည် အပို CO2 ထုတ်လွှတ်မှုကို လျှော့ချပေးပြီး ကျွန်ုပ်တို့လက်ရှိရင်ဆိုင်နေရသော စွမ်းအင်ကို လျှော့ချရန်လည်း ကူညီပေးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆမြင့်မားသော ဟိုက်ဒရိုဂျင်အတွက် အလွန်ကောင်းမွန်သော သယ်ဆောင်သူတစ်ဦးအနေဖြင့် HCOOH သည် ဘေးထွက်ပစ္စည်းအဖြစ် ရေကိုသာ ထုတ်လွှတ်နေစဉ် လောင်ကျွမ်းခြင်းမှတစ်ဆင့် စွမ်းအင်ကို ပေးစွမ်းနိုင်သည်။
ဤအကျိုးအမြတ်များသော ဖြေရှင်းချက်ကို လက်တွေ့အကောင်အထည်ဖော်ရန်အတွက် သိပ္ပံပညာရှင်များသည် နေရောင်ခြည်၏အကူအညီဖြင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို လျှော့ချပေးသည့် photocatalytic စနစ်များကို တီထွင်ခဲ့ကြသည်။ ဤစနစ်တွင် အလင်းစုပ်ယူသည့် အောက်ခံ (ဆိုလိုသည်မှာ photosensitizer) နှင့် CO2 ကို HCOOH သို့ လျှော့ချရန် လိုအပ်သော အီလက်ထရွန်များစွာလွှဲပြောင်းမှုကို ဖြစ်စေသည့် ဓာတ်ကူပစ္စည်းတစ်ခု ပါဝင်သည်။ ထို့ကြောင့် သင့်လျော်ပြီး ထိရောက်သော ဓာတ်ကူပစ္စည်းများကို ရှာဖွေရန် စတင်ခဲ့ကြသည်။
အသုံးများသော ဒြပ်ပေါင်း infographic များကို အသုံးပြု၍ ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ photocatalytic လျှော့ချခြင်း။ Credit: ပါမောက္ခ Kazuhiko Maeda
၎င်းတို့၏ ထိရောက်မှုနှင့် ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်မှုအလားအလာကြောင့် အစိုင်အခဲဓာတ်ကူပစ္စည်းများကို ဤတာဝန်အတွက် အကောင်းဆုံးကိုယ်စားလှယ်လောင်းများအဖြစ် သတ်မှတ်ကြပြီး နှစ်များတစ်လျှောက် ကိုဘော့၊ မန်းဂနိစ်၊ နီကယ်နှင့် သံအခြေခံသတ္တု-အော်ဂဲနစ်ဘောင်များ (MOFs) အများအပြား၏ ဓာတ်ကူစွမ်းရည်များကို စူးစမ်းလေ့လာခဲ့ပြီး ၎င်းတို့အနက် ကိုဘော့သည် အခြားသတ္တုများထက် အားသာချက်အချို့ရှိသည်။ သို့သော် ယခုအချိန်အထိ သတင်းပို့ထားသော သံအခြေခံဓာတ်ကူပစ္စည်းအများစုသည် HCOOH မဟုတ်ဘဲ ကာဗွန်မိုနောက်ဆိုဒ်ကို အဓိကထုတ်ကုန်အဖြစ်သာ ထုတ်လုပ်သည်။
သို့သော် ဤပြဿနာကို ပါမောက္ခ Kazuhiko Maeda ဦးဆောင်သော တိုကျိုနည်းပညာတက္ကသိုလ် (Tokyo Tech) မှ သုတေသီအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့က လျင်မြန်စွာ ဖြေရှင်းနိုင်ခဲ့သည်။ Angewandte Chemie ဓာတုဗေဒဂျာနယ်တွင် ထုတ်ဝေခဲ့သော မကြာသေးမီက လေ့လာမှုတစ်ခုတွင် အဖွဲ့သည် α-iron(III) oxyhydroxide (α-FeO​​​​OH; geothite) ကို အသုံးပြု၍ alumina (Al2O3) မှ ထောက်ပံ့ပေးသော သံအခြေခံ ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို သရုပ်ပြခဲ့သည်။ α-FeO​​​​OH/Al2O3 ဓာတ်ကူပစ္စည်းအသစ်သည် CO2 မှ HCOOH ပြောင်းလဲခြင်းစွမ်းဆောင်ရည် အလွန်ကောင်းမွန်ပြီး ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်မှု အလွန်ကောင်းမွန်ကြောင်း ပြသသည်။ ဓာတ်ကူပစ္စည်းရွေးချယ်မှုနှင့်ပတ်သက်၍ မေးမြန်းရာတွင် ပါမောက္ခ Maeda က “ကျွန်ုပ်တို့သည် CO2 photoreduction စနစ်များတွင် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများအဖြစ် ပိုမိုပေါများသော ဒြပ်စင်များကို စူးစမ်းလေ့လာလိုပါသည်။ တက်ကြွပြီး ပြန်လည်အသုံးပြုနိုင်သော၊ အဆိပ်မရှိသော နှင့် ဈေးသက်သာသော အစိုင်အခဲ ဓာတ်ကူပစ္စည်းတစ်ခု လိုအပ်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် ကျွန်ုပ်တို့၏ စမ်းသပ်ချက်များအတွက် goethite ကဲ့သို့သော ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ဖြန့်ဝေထားသော မြေဆီလွှာတွင်းထွက်ပစ္စည်းများကို ရွေးချယ်ခဲ့ခြင်းဖြစ်သည်” ဟု ပြောကြားခဲ့သည်။
အဖွဲ့သည် ၎င်းတို့၏ ဓာတ်ကူပစ္စည်းကို ပေါင်းစပ်ရန်အတွက် ရိုးရှင်းသော အစိုဓာတ်ထိန်းနည်းလမ်းကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ထို့နောက် ၎င်းတို့သည် ruthenium-based (Ru) photosensitizer၊ electron donor နှင့် နာနိုမီတာ ၄၀၀ ကျော်ရှိသော မြင်နိုင်သောအလင်းတို့ရှိနေချိန်တွင် အခန်းအပူချိန်တွင် CO2 ကို photocatalytic ဖြင့် လျှော့ချရန် သံဖြင့်ထောက်ပံ့ထားသော Al2O3 ပစ္စည်းများကို အသုံးပြုခဲ့သည်။
ရလဒ်တွေက အရမ်းအားရစရာကောင်းပါတယ်။ သူတို့ရဲ့စနစ်ရဲ့ အဓိကထုတ်ကုန် HCOOH အတွက် ရွေးချယ်မှုက ၈၀–၉၀% ရှိပြီး ကွမ်တမ်အထွက်နှုန်းက ၄.၃% ရှိပါတယ် (စနစ်ရဲ့ ထိရောက်မှုကို ညွှန်ပြနေပါတယ်)။
ဤလေ့လာမှုသည် ထိရောက်သော photosensitizer နှင့် တွဲဖက်အသုံးပြုသောအခါ HCOOH ကို ထုတ်ပေးနိုင်သည့် ၎င်း၏ပထမဆုံးသော သံအခြေခံ အစိုင်အခဲဓာတ်ကူပစ္စည်းကို တင်ပြထားသည်။ ၎င်းတွင် သင့်လျော်သော အထောက်အပံ့ပစ္စည်း (Al2O3) ၏ အရေးပါမှုနှင့် photochemical reduction ဓာတ်ပြုမှုအပေါ် ၎င်း၏အကျိုးသက်ရောက်မှုကိုလည်း ဆွေးနွေးထားသည်။
ဤသုတေသနမှ ရရှိသော အတွေးအမြင်များသည် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်ကို အခြားအသုံးဝင်သော ဓာတုပစ္စည်းများအဖြစ်သို့ photoreduction အတွက် noble metal-free catalyst အသစ်များ တီထွင်ရာတွင် အထောက်အကူ ဖြစ်စေနိုင်ပါသည်။” ကျွန်ုပ်တို့၏ သုတေသနပြုချက်သည် စိမ်းလန်းသော စွမ်းအင်စီးပွားရေးသို့ ဦးတည်သည့် လမ်းကြောင်းသည် ရှုပ်ထွေးမှုမရှိကြောင်း ပြသသည်။ ရိုးရှင်းသော catalyst ပြင်ဆင်မှုနည်းလမ်းများပင်လျှင် ကောင်းမွန်သော ရလဒ်များကို ရရှိစေနိုင်ပြီး မြေဆီလွှာကြွယ်ဝသော ဒြပ်ပေါင်းများကို alumina ကဲ့သို့သော ဒြပ်ပေါင်းများဖြင့် ပံ့ပိုးပေးပါက CO2 လျှော့ချရေးအတွက် ရွေးချယ်နိုင်သော catalyst အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ကြောင်း လူသိများပါသည်” ဟု ပါမောက္ခ Maeda က နိဂုံးချုပ်ပြောကြားခဲ့သည်။
ကိုးကားချက်များ- Daehyeon An၊ ဒေါက်တာ Shunta Nishioka၊ ဒေါက်တာ Shuhei Yasuda၊ ဒေါက်တာ Tomoki Kanazawa၊ ဒေါက်တာ Yoshinobu Kamakura၊ ပါမောက္ခ.. No. Kazuhiko Maeda၊ 12 မေလ 2022၊ Angewandte Chemie.DOI: 10.1002 /anie.202204948
"ဒါက ဓာတ်ဆီလို အရည်လောင်စာတွေမှာ အားသာချက်ကြီးတစ်ခုရှိတယ်။ သူတို့ရဲ့ မြင့်မားတဲ့ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆက အဝေးပြေးခရီးနဲ့ မြန်မြန်ဆန်ဆန် လောင်စာဖြည့်တင်းပေးနိုင်တယ်ဆိုတဲ့ အဓိပ္ပာယ်ပဲ။"
ကိန်းဂဏန်းတချို့ကော။ ဖော်မစ်အက်ဆစ်ရဲ့ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆက ဓာတ်ဆီနဲ့ ဘယ်လိုနှိုင်းယှဉ်လို့ရလဲ။ ဓာတုဗေဒဖော်မြူလာမှာ ကာဗွန်အက်တမ် တစ်လုံးတည်းသာရှိတာကြောင့် ဓာတ်ဆီနဲ့တောင် နီးစပ်မယ်လို့ ကျွန်တော်မထင်ပါဘူး။
ထို့အပြင်၊ အနံ့သည် အလွန်အဆိပ်သင့်ပြီး အက်ဆစ်တစ်ခုအနေဖြင့် ဓာတ်ဆီထက် ပိုမိုချေးတက်လွယ်သည်။ ၎င်းတို့သည် မဖြေရှင်းနိုင်သော အင်ဂျင်နီယာပြဿနာများ မဟုတ်ပါသော်လည်း ဖော်မစ်အက်ဆစ်သည် အကွာအဝေးတိုးမြှင့်ခြင်းနှင့် ဘက်ထရီလောင်စာဖြည့်ချိန်ကို လျှော့ချခြင်းတွင် သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်များ မပေးပါက ၎င်းသည် ကြိုးစားအားထုတ်ရကျိုးနပ်မည်မဟုတ်ပါ။
မြေဆီလွှာမှ goethite ထုတ်ယူရန် စီစဉ်ထားပါက ၎င်းသည် စွမ်းအင်များစွာ အသုံးပြုရသော တူးဖော်ရေးလုပ်ငန်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ပတ်ဝန်းကျင်ကို ထိခိုက်စေနိုင်သည်။
လိုအပ်တဲ့ ကုန်ကြမ်းတွေရဖို့နဲ့ goethite ကို ပေါင်းစပ်ဖို့ ဓာတ်ပြုဖို့ စွမ်းအင်ပိုလိုအပ်မယ်လို့ ကျွန်တော်ထင်ပါတယ်၊ ဘာလို့လဲဆိုတော့ မြေဆီလွှာထဲမှာ goethite အများကြီးရှိတယ်လို့ သူတို့ ပြောကောင်းပြောလိမ့်မယ်။
လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးရဲ့ သက်တမ်းစက်ဝန်းကို ကြည့်ရှုပြီး အရာအားလုံးရဲ့ စွမ်းအင်ကုန်ကျစရိတ်ကို တွက်ချက်ဖို့ လိုအပ်ပါတယ်။ NASA က အလကားလွှတ်တင်တာမျိုး မတွေ့ရှိခဲ့ပါဘူး။ တခြားသူတွေလည်း ဒီအချက်ကို စိတ်ထဲထားဖို့ လိုပါတယ်။
SciTechDaily: ၁၉၉၈ ခုနှစ်မှစ၍ အကောင်းဆုံးနည်းပညာသတင်းများ၏ ပင်မနေရာ။ အီးမေးလ် သို့မဟုတ် လူမှုမီဒီယာမှတစ်ဆင့် နောက်ဆုံးပေါ်နည်းပညာသတင်းများနှင့်အတူ နောက်ဆုံးရသတင်းများကို ရယူလိုက်ပါ။
BBQ ရဲ့ မီးခိုးငွေ့နံ့သင်းသင်းနဲ့ စွဲမက်ဖွယ်အရသာကို စဉ်းစားရုံနဲ့ လူအများစု သွားရည်ကျလောက်အောင် လုံလောက်ပါတယ်။ နွေရာသီရောက်ပြီ၊ လူအတော်များများအတွက်…