به گزارش خبرگزاری ایمنا، با توجه به رشد سریع تولید گازهای گلخانه‌ای و تأثیرات مخرب آن‌ها بر اقلیم جهانی، دانشمندان به دنبال راهکارهای مؤثر برای مقابله با تغییرات اقلیمی و جذب دی‌اکسید کربن هستند، یکی از جدیدترین دستاوردها در این زمینه، توسعه چارچوب‌های آلی کووالانسی (Covalent Organic Frameworks) است که با استفاده از اسیدهای فسفونیک ساخته شده‌اند و پتانسیل بالایی در جذب دی‌اکسید کربن از محیط اطراف دارند.
با توجه به رشد سریع تولید گازهای گلخانه‌ای و تأثیرات مخرب آن‌ها بر اقلیم جهانی، دانشمندان به دنبال راهکارهای مؤثر برای مقابله با تغییرات اقلیمی و جذب دی‌اکسید کربن هستند. یکی از جدیدترین دستاوردها در این زمینه، توسعه چارچوب‌های آلی کووالانسی (Covalent Organic Frameworks) است که با استفاده از اسیدهای فسفونیک ساخته شده‌اند و پتانسیل بالایی در جذب دی‌اکسید کربن از محیط اطراف دارند.
این چارچوب‌های نوین که توسط تیمی از محققان شیمی مواد طراحی شده‌اند، به دلیل پایداری بالا و ساختار مولکولی خاص خود، می‌توانند در شرایط مختلف محیطی به‌طور مؤثر عمل کنند و در جذب گازهای گلخانه‌ای و به ویژه دی‌اکسید کربن نقش مهمی ایفا کنند، از آنجا که دی‌اکسید کربن یکی از عوامل اصلی افزایش دمای زمین و تغییرات آب‌وهوایی است، این نوآوری می‌تواند تحولی بزرگ در مسیر کاهش گازهای گلخانه‌ای و کمک به حفظ تعادل اکوسیستم‌ها باشد.
نحوه عملکرد چارچوب‌های آلی فلزی
چارچوب‌های آلی کووالانسی نوعی ساختار بلوری هستند که از اتصال مولکول‌های آلی با پیوندهای کووالانسی تشکیل شده‌اند، این ساختارها به دلیل شبکه‌های منظم و متخلخل خود، دارای سطح بالایی برای جذب مولکول‌های مختلف هستند. در چارچوب جدیدی که توسط محققان توسعه یافته است، از اسیدهای فسفونیک استفاده شده که باعث افزایش پایداری و کارایی این چارچوب در جذب دی‌اکسید کربن می‌شود.
یکی از مزایای کلیدی این چارچوب‌ها، پایداری بالای آن‌ها در شرایط مختلف است، بسیاری از مواد جذب‌کننده گازها در محیط‌های با دما یا رطوبت بالا کارایی خود را از دست می‌دهند، اما این چارچوب‌های جدید به دلیل ترکیب اسیدهای فسفونیک می‌توانند حتی در شرایط سخت نیز به‌طور مؤثر عمل کنند. این چارچوب‌ها پس از جذب دی‌اکسید کربن، قابل بازیافت بوده و می‌توانند دوباره مورد استفاده قرار گیرند که این ویژگی از نظر اقتصادی و محیط زیستی بسیار حائز اهمیت است.
با توجه به اهمیت کاهش گازهای گلخانه‌ای در سطح جهانی، این چارچوب‌های آلی می‌توانند در صنایع مختلف به کار گرفته شوند، یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن‌ها در نیروگاه‌های سوخت فسیلی است که بخش بزرگی از دی‌اکسید کربن منتشر شده در جهان را تولید می‌کنند. با استفاده از این چارچوب‌ها، می‌توان دی‌اکسید کربن خروجی از این نیروگاه‌ها را به‌طور مؤثر جذب و از ورود آن به جو جلوگیری کرد.
کاربردها و آینده فناوری جذب کربن
در فرآیندهای صنعتی مانند تولید سیمان و فولاد که منبع اصلی تولید گازهای گلخانه‌ای هستند نیز می‌توان از این فناوری برای کاهش انتشار دی‌اکسید کربن استفاده کرد؛ همچنین در سیستم‌های تصفیه هوای شهری و حمل‌ونقل عمومی، به‌کارگیری این چارچوب‌ها می‌تواند به بهبود کیفیت هوا کمک کند و از تشدید تغییرات اقلیمی جلوگیری نماید.
اگرچه توسعه این چارچوب‌های آلی کووالانسی یک گام بزرگ در راستای مقابله با تغییرات اقلیمی است، اما چالش‌هایی نیز در مسیر پیشرفت و به‌کارگیری گسترده آن‌ها وجود دارد. یکی از این چالش‌ها، هزینه بالای تولید این مواد در مقیاس صنعتی است؛ محققان در حال کار بر روی بهینه‌سازی فرآیند تولید این چارچوب‌ها و کاهش هزینه‌های مرتبط با آن هستند تا در آینده نزدیک بتوان از آن‌ها در مقیاس وسیع‌تری استفاده کرد.
تحقیقاتی برای افزایش ظرفیت جذب دی‌اکسید کربن توسط این چارچوب‌ها در حال انجام است، هرچند این چارچوب‌های جدید کارایی بالایی در جذب دی‌اکسید کربن دارند، اما برای رسیدن به حداکثر کارایی ممکن، باید ظرفیت آن‌ها در جذب دی‌اکسید کربن بهبود یابد.
توسعه چارچوب‌های آلی کووالانسی پایدار با استفاده از اسیدهای فسفونیک، یکی از دستاوردهای مهم علمی در حوزه کاهش تغییرات اقلیمی است، این فناوری نوین با قابلیت جذب مؤثر دی‌اکسید کربن و پایداری بالا در شرایط مختلف، می‌تواند در آینده نقش مهمی در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا کند و به حفظ محیط زیست کمک نماید.
با رفع چالش‌های موجود و گسترش کاربردهای این چارچوب‌ها در صنایع مختلف، می‌توان امیدوار بود که این فناوری در مسیر مقابله با تغییرات اقلیمی جهانی به یکی از ابزارهای کلیدی تبدیل شود.
نظر شما