Нове дослідження, опубліковане в журналі Американського хімічного товариства (JACS), продемонструвало, як наукова «помилка» допомогла створити проривний матеріал для уловлювання вуглекислого газу, що має критичне значення для боротьби зі зміною клімату.
Все почалося з наукової суперечки. Команда професора Лаури Гальярді з Чиказького університету, використовуючи сучасні комп’ютерні моделі, передбачила високу ефективність для певного виду матеріалів — ковалентних органічних каркасів (COF). Однак на практиці група професора Омара Ягі з Каліфорнійського університету в Берклі, лауреата Нобелівської премії, виявила зовсім інші результати. Матеріал під назвою COF-999-NH2 у реальних лабораторних умовах не демонстрував очікуваної здатності поглинати вуглець із повітря.
Читайте також:
Невідворотний вплив. Рослини почали гірше рости під час різкого потепління Землі 56 мільйонів років тому Замість того щоб сприйняти це як невдачу, науковці провели ретельне розслідування. З’ясувалося, що причиною низької ефективності була прихована залишкова вода. Навіть коли експериментатори вважали,
що матеріал повністю зневоднений, мікроскопічна кількість вологи залишалася в порах кристалічної структури. Ці молекули води буквально блокували активні ділянки, призначені для захоплення вуглекислого газу.
Це відкриття дозволило розробити нове, практичне правило проєктування: контролювати гідрофобність (водовідштовхувальні властивості) пор ще на етапі створення матеріалу. Зробивши внутрішні канали «молекулярних губок» стійкими до вологи, вчені змогли забезпечити вільний доступ для вуглекислого газу, запобігаючи небажаним побічним реакціям та підвищуючи довговічність матеріалів.
Дослідження також виявило, що структурні нерівності та деформації кристалічної решітки не є виробничим браком, а є невіддільними характеристиками матеріалу, які можна використовувати на користь. Це підкреслює важливу роль обчислювального моделювання, яке дозволяє вийти за межі людської «хімічної інтуїції» та знайти приховані фізичні істини.
Світові експерти наголошують, що переходу на відновлювану енергію недостатньо для досягнення кліматичних цілей. Необхідно впроваджувати системи активного видалення парникових газів безпосередньо з атмосфери. Розроблені вченими матеріали нового покоління обіцяють перетворити це складне завдання на практичне та масштабоване рішення для очищення повітря та захисту планети.
Читайте також:
Скорочення викидів на 80%. Учені пропонують виробляти авіаційне паливо з відходів
