VCU-ს მკვლევრებმა აღმოაჩინეს ეფექტური კატალიზატორი ნახშირორჟანგის თერმოქიმიური გარდაქმნისთვის ჭიანჭველმჟავად — აღმოჩენა, რომელმაც შეიძლება უზრუნველყოს ნახშირბადის შთანთქმის ახალი სტრატეგია, რომლის შემცირებაც შესაძლებელია მსოფლიო კლიმატის ცვლილებასთან ბრძოლის ფონზე. ეს პოტენციურად მნიშვნელოვანი აგენტია ატმოსფერული ნახშირორჟანგისთვის.
„კარგად არის ცნობილი, რომ ატმოსფეროში სათბურის გაზების სწრაფი ზრდა და მათი გარემოზე მავნე ზემოქმედება დღეს კაცობრიობის წინაშე მდგარი ერთ-ერთი მთავარი გამოწვევაა“, - თქვა წამყვანმა ავტორმა, დოქტორმა შივ ნ. ხანამ, ჰუმანიტარულ მეცნიერებათა ფაკულტეტის ფიზიკის დეპარტამენტის თანამეგობრობის დამსახურებულმა პროფესორმა VCU-ში. „CO2-ის კატალიზური გარდაქმნა სასარგებლო ქიმიკატებად, როგორიცაა ჭიანჭველმჟავა (HCOOH), არის ეკონომიურად ეფექტური ალტერნატიული სტრატეგია CO2-ის უარყოფითი ეფექტების შესამცირებლად. ჭიანჭველმჟავა არის დაბალი ტოქსიკურობის სითხე, რომლის ტრანსპორტირება და შენახვა მარტივია გარემოს ტემპერატურაზე. მისი გამოყენება ასევე შესაძლებელია, როგორც მაღალი დამატებული ღირებულების ქიმიური წინამორბედი, წყალბადის შესანახი მატარებელი და მომავალში შესაძლო წიაღისეული საწვავის შემცვლელი“.
ჰანამ და VCU-ს მკვლევარმა ფიზიკოსმა, დოქტორმა ტურბასუ სენგუპტამ აღმოაჩინეს, რომ ლითონის ქალკოგენიდების შეკავშირებულ კლასტერებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც კატალიზატორები CO2-ის თერმოქიმიური გარდაქმნისთვის ჭიანჭველმჟავად. მათი შედეგები აღწერილია ნაშრომში სახელწოდებით „CO2-ის ჭიანჭველმჟავად გარდაქმნა კვანტური მდგომარეობების რეგულირებით ლითონის ქალკოგენიდების კლასტერებში“, რომელიც გამოქვეყნდა Communications Chemistry of Nature Portfolio-ში.
„ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ ლიგანდების სწორი კომბინაციით, CO2-ის ჭიანჭველმჟავად გარდაქმნის რეაქციის ბარიერი შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს, რაც მნიშვნელოვნად დააჩქარებს ჭიანჭველმჟავას წარმოებას“, - თქვა ჰანამ. „ამიტომ, ჩვენ ვიტყოდით, რომ ამ პრეტენზიულ კატალიზატორებს შეუძლიათ ჭიანჭველმჟავას სინთეზი უფრო მარტივი ან შესაძლებელი გახადონ. უფრო დიდი კლასტერების გამოყენება ლიგანდის შეკავშირების მეტი ადგილით ან უფრო ეფექტური დონორი ლიგანდების მიმაგრებით შეესაბამება ჭიანჭველმჟავას გარდაქმნის ჩვენს შემდგომ გაუმჯობესებებს, რაც შეიძლება მიღწეული იქნას გამოთვლით სიმულაციებში ნაჩვენები მონაცემების გათვალისწინებით“.
კვლევა ჰანას წინა ნაშრომს ეფუძნება, რომელიც აჩვენებს, რომ ლიგანდის სწორ არჩევანს შეუძლია კლასტერი ელექტრონების გამცემი სუპერდონორად ან ელექტრონების მიმღებ აქცეპტორად გადააქციოს.
„ახლა ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ იგივე ეფექტს დიდი პოტენციალი აქვს ლითონის ქალკოგენიდური კლასტერების საფუძველზე კატალიზში“, - ამბობს ჰანა. „სტაბილური შეკავშირებული კლასტერების სინთეზირებისა და მათი ელექტრონების გაცემის ან მიღების უნარის კონტროლის უნარი კატალიზის ახალ სფეროს ხსნის, რადგან კატალიზური რეაქციების უმეტესობა დამოკიდებულია კატალიზატორებზე, რომლებიც ელექტრონებს გასცემენ ან იღებენ“.
დარგის ერთ-ერთი პირველი ექსპერიმენტული მეცნიერი, კოლუმბიის უნივერსიტეტის ქიმიის ასოცირებული პროფესორი, დოქტორი ხავიერ როი, 7 აპრილს ფიზიკის დეპარტამენტის გაზაფხულის სიმპოზიუმზე დასასწრებად VCU-ს ეწვევა.
„ჩვენ მასთან ვიმუშავებთ, რათა ვნახოთ, როგორ შეგვიძლია მსგავსი კატალიზატორის შემუშავება და დანერგვა მისი ექსპერიმენტული ლაბორატორიის გამოყენებით“, - თქვა ჰანამ. „ჩვენ უკვე მჭიდროდ ვითანამშრომლეთ მის ჯგუფთან, სადაც მათ ახალი ტიპის მაგნიტური მასალა სინთეზირეს. ამჯერად ის იქნება კატალიზატორი“.
გამოიწერეთ VCU-ს საინფორმაციო ბიულეტენი newsletter.vcu.edu-ზე და მიიღეთ შერჩეული ისტორიები, ვიდეოები, ფოტოები, სიახლეების კლიპები და ღონისძიებების სიები თქვენს ელ. ფოსტაზე.
CoStar Group-ი VCU-სთვის 18 მილიონი დოლარის გამოყოფას აცხადებს CoStar-ის ხელოვნებისა და ინოვაციების ცენტრის ასაშენებლად