با طراحی غربال‌های مولکولی؛

جداسازی انتخابی گاز‌ها ممکن شد

محققان با استفاده از معماری مولکولی، غربال (الک) مولکولی ساختند که می‌تواند گاز‌ها را با دقت از هم جدا کند.

کد خبر: ۹۵۲۹۸۶

دوشنبه - ۱۱ مرداد ۱۴۰۰ / August 02, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، غشا‌های غربال مولکولی کلاسیک، با ساختاری حاوی میکروذرات سه‌بعدی و ورقه‌های نانو ۲ D به‌عنوان بلوک‌های اصلی سازنده این غشاها، گزینه‌ای مناسب برای جداسازی مواد شیمیایی هستند.

جداسازی در چنین غشایی به حرکت مولکولی و عبور و مرور از طریق نانوحفره‌های ذاتی یا مصنوعی این غشا‌ها بستگی دارد. از آنجا که طبیعتاً اتصالات ضعیف بین واحد‌های سازنده این الک‌های مولکولی منجر به ایجاد شکاف بین بلور‌های غشا می‌شود، انتخابگری این غشا‌های غربال مولکولی کلاسیک در حد متوسط است.

یک گروه تحقیقاتی از موسسه فیزیک شیمی دالیان (DICP) در آکادمی علوم چین (CAS)، غشا‌های غربال مولکولی صفر بُعدی را پیشنهاد داده‌اند که می‌تواند انتخاب‌گری جداسازی هیدروژن (H ۲) و دی اکسید کربن (CO ۲) را افزایش دهد.

نتایج این مطالعه در نسخه بین‌المللی Angewandte Chemie در ۱۶ ژوئیه منتشر شده است.

بان یوجی در این باره گفت: «مولکول‌های صفر بعدی، به‌ عنوان بلوک‌های اصلی سازنده غشا، پتانسیل از بین بردن کامل شکاف‌های بین بلور‌ها در غشا‌ها را دارند.»

این گروه تحقیقاتی غربال مولکولی صفر بعدی را با مونتاژ منظم مولکول‌های ۲-متیلیمیدازو صفر بعدی در غشا‌های آرایه سوپرمولکولی (SAM) از طریق فرآیند پردازش فاز بخار عاری از حلال روی یک چارچوب آلی فلزی ساختند.

در SAM‌ها، «بلوک‌های ساختمانی صفربعدی» همراه با برهم‌کنش سوپرمولکولی منجر به ساختاری می‌شود که فاقد شکاف‌های بین بلوری است. چنین ساختار حفره‌ای فاقد شکاف میان بلوری انتقال موثر جرم را از طریق فاصله‌های بین مولکولی به جای نشت نامطلوب از طریق شکاف‌های غیر انتخابی تضمین می‌کند.

پروفسور یانگ گفت: «مطالعه ما دریچه‌ای را برای ایجاد انواع SAM‌ها به‌ منظور تشخیص تفاوت‌های ظریف اندازه / شکل یک جفت مولکول گاز باز می‌کند. در آینده، ما فاصله بین مولکولی را تنظیم خواهیم کرد، روند مونتاژ ساختار را کنترل کرده و طیف گسترده‌ای از کاربرد SAM‌ها را در فرآیند‌های جداسازی شیمیایی با مصرف انرژی کم ارائه خواهیم کرد.»