KAWANISH, Yaponiya, 15 Noyabr 2022 /PRNewswire/ — Dünya əhalisinin artmasının yaratdığı iqlim dəyişikliyi, resursların tükənməsi, növlərin məhv olması, plastik çirklənmə və meşələrin qırılması kimi ətraf mühit problemləri getdikcə daha da aktuallaşır.
Karbon qazı (CO2) istixana qazıdır və iqlim dəyişikliyinin əsas səbəblərindən biridir. Bu baxımdan, bitkilərin etdiyi kimi, "süni fotosintez (karbon qazının fotoreduksiyası)" adlanan bir proses karbon qazı, su və günəş enerjisindən yanacaq və kimyəvi maddələr üçün üzvi xammal istehsal edə bilər. Eyni zamanda, onlar enerji və kimyəvi istehsal üçün xammal kimi istifadə edilən CO2 emissiyalarını azaldır. Buna görə də, süni fotosintez ən qabaqcıl yaşıl texnologiyalardan biri kimi tanınır.
MOF-lar (metal-üzvi çərçivələr) qeyri-üzvi metalların və üzvi bağlayıcıların klasterlərindən ibarət superməsaməli materiallardır. Onlar böyük bir səth sahəsi ilə nano diapazonunda molekulyar səviyyədə idarə oluna bilər. Bu xüsusiyyətlərə görə MOF-lar qaz saxlama, ayırma, metal adsorbsiyası, kataliz, dərman çatdırılması, suyun təmizlənməsi, sensorlar, elektrodlar, filtrlər və s. sahələrdə tətbiq oluna bilər. MOF-ların bu yaxınlarda süni fotosintez kimi də tanınan CO2 fotoreduksiyası yolu ilə üzvi maddələr istehsal etmək üçün istifadə edilə bilən CO2-ni tutma qabiliyyətinə malik olduğu aşkar edilmişdir.
Digər tərəfdən, kvant nöqtələri kvant kimyası və kvant mexanikası qaydalarına tabe olan optik xüsusiyyətlərə malik ultra kiçik materiallardır (0,5–9 nanometr). Onlara "süni atomlar və ya süni molekullar" deyilir, çünki hər bir kvant nöqtəsi cəmi bir neçə-minlərlə atom və ya molekuldan ibarətdir. Bu ölçü diapazonunda elektronların enerji səviyyələri artıq davamlı deyil və kvant məhdudlaşdırma effekti kimi tanınan fiziki fenomen səbəbindən ayrılır. Bu halda, yayılan işığın dalğa uzunluğu kvant nöqtəsinin ölçüsündən asılı olacaq. Bu kvant nöqtələri yüksək işığı udma qabiliyyətinə, çoxlu eksiton yaratmaq qabiliyyətinə və böyük səth sahəsinə görə süni fotosintezdə də tətbiq oluna bilər.
Həm MOF-lar, həm də kvant nöqtələri Yaşıl Elm Alyansı tərəfindən sintez edilmişdir. Əvvəllər onlar süni fotosintez üçün xüsusi katalizator kimi qarışqa turşusu istehsal etmək üçün MOF-kvant nöqtə kompozitlərindən uğurla istifadə etmişdilər. Lakin bu katalizatorlar toz şəklindədir və bu katalizator tozları hər bir prosesdə filtrasiya yolu ilə toplanmalıdır. Buna görə də, bu proseslər davamlı olmadığı üçün onu real sənaye istifadəsinə tətbiq etmək çətindir.
Buna cavab olaraq, Green Science Alliance Co., Ltd şirkətindən cənab Kajino Tetsuro, cənab İvabayashi Hirohisa və Dr. Mori Ryohei öz texnologiyalarından istifadə edərək bu xüsusi süni fotosintez katalizatorlarını ucuz tekstil parça üzərində hərəkətsizləşdirdilər və yeni bir qarışqa turşusu zavodu açdılar. Proses praktik sənaye tətbiqləri üçün davamlı olaraq davam etdirilə bilər. Süni fotosintez reaksiyası başa çatdıqdan sonra qarışqa turşusu olan su çıxarıla və çıxarıla bilər və sonra süni fotosintezin bərpasını davam etdirmək üçün qaba yeni təmiz su əlavə edilə bilər.
Qarışqa turşusu hidrogen yanacağını əvəz edə bilər. Hidrogen əsaslı cəmiyyətin dünya miqyasında qəbul edilməsinin qarşısını alan əsas səbəblərdən biri kainatdakı ən kiçik atom olan hidrogeni saxlamaq çətindir və yaxşı möhürlənmiş hidrogen anbarı qurmaq çox baha başa gələcəkdir. Bundan əlavə, hidrogen qazı partlayıcı ola bilər və təhlükəsizlik üçün təhlükə yarada bilər. Qarışqa turşularını yanacaq kimi saxlamaq daha asandır, çünki onlar mayedirlər. Lazım gələrsə, qarışqa turşusu yerində hidrogen istehsal etmək üçün reaksiyanı katalizləşdirə bilər. Bundan əlavə, qarışqa turşusu müxtəlif kimyəvi maddələr üçün xammal kimi istifadə edilə bilər.
Süni fotosintezin səmərəliliyi hazırda hələ də çox aşağı olsa belə, Yaşıl Elm Alyansı səmərəliliyi artırmaq və həqiqətən tətbiq olunan süni fotosintezi tətbiq etmək üçün mübarizə aparmağa davam edəcək.