جذب مستقیم دی‌اکسیدکربن از اتمسفر با نیتریدبور فراهم شد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، فیزیک مواد دوبعدی، دنیای بسیار شگفت‌انگیزی است که فضای کار زیادی را برای محققان ایجاد کرده‌است، به‌طوری که کاربرد‌های متعددی برای این مواد تصور می‌شود. گرافن یکی از این مواد است که پتانسیل بالایی دارد. نیترید بور نیز به‌عنوان ماده‌ای مناسب در این حوزه جایگاه قابل توجهی ایجاد کرده‌است.

نیترید بور به دلیل مقاومت و پایداری حرارتی بالایی که دارد، توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌است. نانولوله نیترید بور برخلاف نانولوله‌های کربنی، عایق حرارت هستند؛ بنابراین پایداری شیمیایی و حرارتی بیشتری نسبت به عموزاده‌های کربنی خود دارند؛ همچنین در برابر تابش‌های نوترونی، مقاومت قابل توجهی دارند.

در سال ۲۰۱۵ یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه ایالتی نیویورک نشان دادند که نانولوله‌های نیتریدبور می‌توانند استحکامی نظیر نانولوله‌های کربنی داشته باشند. زمانی که نانولوله‌های نیترید بور با یک پلیمر ترکیب شوند، از نظر استحکام از نانولوله‌های کربنی پیش می‌افتند. دلیل این امر، وجود دو عنصر مختلف در ساختار نیترید بور است که موجب توزیع غیریکنواخت بار می‌شود. با توجه به برآیند مثبت بار‌ها در ساختار نیترید بور، برهمکنش میان نانولوله و پلیمر تقویت می‌شود.

 

از دیگر مزیت‌های نیترید بور، خاصیت پیزوالکتریک آن است. در سال ۲۰۱۷ محققان دانشگاه رایس موفق به ساخت فوم نیترید بور شدند که قادر به جذب دی‌اکسید کربن است. جذب مستقیم دی‌اکسید کربن از اتمسفر، یکی از راهکار‌های مقابله با گرم‌شدن زمین است که برای چنین کاری باید مواد جاذب دی‌اکسیدکربن تولید کرد؛ نیتریدبور گزینه‌ی بسیار جالبی است.

 

شبیه‌سازی‌های انجام شده نشان می‌دهد که این ماده می‌تواند ۳۴۰ برابر وزن خود دی‌اکسیدکربن جذب کند. نیترید بور به‌گونه‌ای طراحی شده که حفره‌های آن قابل کنترل بوده و می‌توان با استفاده از آن، انواع مختلف گاز‌ها را جذب کرد. این ماده با استفاده از روش خشک‌کردن سرمایشی قابل تهیه است.

در حال حاضر هزینه‌ی بالا یکی از مهمترین مشکلات در مسیر نیترید بور است. قیمت این ماده ۱۰۰۰ دلار در هر گرم است، در حالی که نانولوله‌های کربنی را با ۱۰ تا ۲۰ دلار در هر گرم می‌توان تهیه کرد. به نظر می‌رسد قیمت نانولوله‌های نیترید بور در آینده نزدیک کاهش یابد و به دلیل خواص منحصر به فرد این ماده، استفاده از آن در حوزه‌های مختلف افزایش یابد.

نتایج این پروژه در نشریه Applied Physicd Letters به‌چاپ رسیده‌است.