កាវ៉ានីស៊ី ប្រទេសជប៉ុន ថ្ងៃទី១៥ ខែវិច្ឆិកា ឆ្នាំ២០២២ /PRNewswire/ — បញ្ហាបរិស្ថានដូចជា ការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ ការថយចុះធនធានធម្មជាតិ ការផុតពូជនៃប្រភេទសត្វ ការបំពុលប្លាស្ទិក និងការកាប់បំផ្លាញព្រៃឈើ កំពុងតែកាន់តែធ្ងន់ធ្ងរឡើងៗនៅជុំវិញពិភពលោក ដោយសារតែការកើនឡើងនៃចំនួនប្រជាជន។
កាបូនឌីអុកស៊ីត (CO2) គឺជាឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ និងជាមូលហេតុចម្បងមួយនៃការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។ ក្នុងន័យនេះ ដំណើរការមួយដែលគេស្គាល់ថាជា "រស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិត (CO2 photoreduction)" អាចផលិតវត្ថុធាតុដើមសរីរាង្គសម្រាប់ឥន្ធនៈ និងសារធាតុគីមីពី CO2 ទឹក និងថាមពលព្រះអាទិត្យ ដូចដែលរុក្ខជាតិធ្វើដែរ។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ ពួកវាក៏កាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន CO2 ផងដែរ ព្រោះ CO2 ត្រូវបានប្រើជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ផលិតថាមពល និងធនធានគីមី។ ដូច្នេះ រស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិតត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបច្ចេកវិទ្យាបៃតងចុងក្រោយបំផុតមួយ។
MOFs (ស៊ុមសរីរាង្គលោហៈ) គឺជាវត្ថុធាតុដែលមានរន្ធញើសខ្លាំង ដែលផ្សំឡើងពីចង្កោមលោហធាតុអសរីរាង្គ និងសារធាតុភ្ជាប់សរីរាង្គ។ ពួកវាអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងនៅកម្រិតម៉ូលេគុលក្នុងជួរណាណូម៉ែត្រ និងមានផ្ទៃធំ។ ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនេះ MOFs អាចត្រូវបានអនុវត្តក្នុងការផ្ទុកឧស្ម័ន ការបំបែក ការស្រូបយកលោហៈ កាតាលីករ ការដឹកជញ្ជូនថ្នាំ ការបន្សុទ្ធទឹក ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា អេឡិចត្រូត តម្រង ជាដើម។ ថ្មីៗនេះ MOFs ត្រូវបានគេរកឃើញថាមានសមត្ថភាពចាប់យក CO2 ដែលអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយពន្លឺ ពោលគឺការធ្វើរស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិត។
ម៉្យាងវិញទៀត ចំណុចកង់ទិច គឺជាវត្ថុធាតុស្តើងបំផុត (0.5–9 nm) ដែលលក្ខណៈសម្បត្តិអុបទិករបស់វាអនុលោមតាមច្បាប់នៃគីមីវិទ្យាកង់ទិច និងមេកានិចកង់ទិច។ ពួកវាត្រូវបានគេហៅថា "អាតូមសិប្បនិម្មិត ឬម៉ូលេគុលសិប្បនិម្មិត" ពីព្រោះចំណុចកង់ទិចនីមួយៗមានតែអាតូម ឬម៉ូលេគុលមួយចំនួន ឬពីរបីពាន់ប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងជួរទំហំនេះ កម្រិតថាមពលរបស់អេឡិចត្រុងលែងបន្ត ហើយត្រូវបានបំបែកចេញពីគ្នាដោយសារតែបាតុភូតរូបវន្តដែលគេស្គាល់ថាជាឥទ្ធិពលបង្ខាំងកង់ទិច។ ក្នុងករណីនេះ រលកពន្លឺដែលបញ្ចេញនឹងអាស្រ័យលើទំហំនៃចំណុចកង់ទិច។ ចំណុចកង់ទិចទាំងនេះក៏អាចត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងរស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិតផងដែរ ដោយសារតែសមត្ថភាពស្រូបយកពន្លឺខ្ពស់របស់វា សមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតអ៊ិចស៊ីតុងច្រើន និងផ្ទៃធំ។
ទាំង MOF និងចំណុចកង់ទិចត្រូវបានសំយោគក្រោមសម្ព័ន្ធវិទ្យាសាស្ត្របៃតង។ ពីមុន ពួកគេបានប្រើប្រាស់សម្ភារៈសមាសធាតុចំណុចកង់ទិច MOF ដោយជោគជ័យ ដើម្បីផលិតអាស៊ីតហ្វមិក ជាកាតាលីករពិសេសសម្រាប់រស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កាតាលីករទាំងនេះមានទម្រង់ជាម្សៅ ហើយម្សៅកាតាលីករទាំងនេះត្រូវតែប្រមូលដោយការច្រោះនៅក្នុងដំណើរការនីមួយៗ។ ដូច្នេះ ដោយសារដំណើរការទាំងនេះមិនបន្ត ពួកវាពិបាកក្នុងការអនុវត្តសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ឧស្សាហកម្មជាក់ស្តែង។
ជាការឆ្លើយតប លោក Tetsuro Kajino លោក Hirohisa Iwabayashi និងលោកវេជ្ជបណ្ឌិត Ryohei Mori មកពីក្រុមហ៊ុន Green Science Alliance Co., Ltd បានប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យារបស់ពួកគេដើម្បីធ្វើឱ្យកាតាលីកររស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិតពិសេសទាំងនេះមិនដំណើរការលើសន្លឹកវាយនភណ្ឌដែលមានតម្លៃថោក ហើយបានបង្កើតដំណើរការថ្មីមួយសម្រាប់ការផលិតអាស៊ីតហ្វមិក ដែលអាចដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ក្នុងការអនុវត្តឧស្សាហកម្មជាក់ស្តែង។ បន្ទាប់ពីប្រតិកម្មរស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិតបានបញ្ចប់ ទឹកដែលមានអាស៊ីតហ្វមិកអាចត្រូវបានយកចេញសម្រាប់ចម្រាញ់ ហើយទឹកសាបថ្មីអាចត្រូវបានបន្ថែមត្រឡប់ទៅក្នុងធុងវិញដើម្បីបន្តរស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិតជាបន្តបន្ទាប់។
អាស៊ីតហ្វមិកអាចជំនួសឥន្ធនៈអ៊ីដ្រូសែនបាន។ ហេតុផលចម្បងមួយដែលរារាំងការរីករាលដាលនៃសង្គមអ៊ីដ្រូសែននៅជុំវិញពិភពលោកគឺថាអ៊ីដ្រូសែនគឺជាអាតូមតូចបំផុតនៅក្នុងសកលលោក ដូច្នេះវាពិបាកក្នុងការរក្សាទុកវា ហើយការផលិតធុងអ៊ីដ្រូសែនដែលមានប្រសិទ្ធភាពផ្សាភ្ជាប់ខ្ពស់នឹងមានតម្លៃថ្លៃណាស់។ លើសពីនេះ ឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែនអាចផ្ទុះ និងបង្កគ្រោះថ្នាក់ដល់សុវត្ថិភាព។ ដោយសារអាស៊ីតហ្វមិកជាសារធាតុរាវ វាងាយស្រួលក្នុងការរក្សាទុកជាឥន្ធនៈ។ បើចាំបាច់ អាស៊ីតហ្វមិកអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីជំរុញការផលិតអ៊ីដ្រូសែននៅនឹងកន្លែង។ លើសពីនេះ អាស៊ីតហ្វមិកអាចត្រូវបានប្រើជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់សារធាតុគីមីផ្សេងៗ។
ទោះបីជាប្រសិទ្ធភាពនៃរស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិតនៅតែទាបក៏ដោយ សម្ព័ន្ធវិទ្យាសាស្ត្របៃតងនឹងបន្តតស៊ូដើម្បីកែលម្អប្រសិទ្ធភាព ដើម្បីបង្កើតកម្មវិធីជាក់ស្តែងសម្រាប់រស្មីសំយោគសិប្បនិម្មិត។