نستخدم ملفات تعريف الارتباط لتحسين تجربتك. بمواصلة تصفح هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط. للمزيد من المعلومات.
أدى استمرار الطلب الاقتصادي على الوقود عالي الكربون إلى زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وحتى مع بذل الجهود للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، فإنها لا تكفي لعكس الآثار الضارة لهذا الغاز الموجود بالفعل في الغلاف الجوي.
لذا، ابتكر العلماء طرقًا إبداعية لاستخدام ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي عن طريق تحويله إلى جزيئات مفيدة مثل حمض الفورميك (HCOOH) والميثانول. ويُعدّ الاختزال الضوئي التحفيزي لثاني أكسيد الكربون باستخدام الضوء المرئي طريقة شائعة لمثل هذه التحولات.
حقق فريق من العلماء من معهد طوكيو للتكنولوجيا، بقيادة البروفيسور كازوهيكو مايدا، تقدماً كبيراً ووثقوه في المنشور الدولي "Angewandte Chemie" بتاريخ 8 مايو 2023.
ابتكر الباحثون إطارًا معدنيًا عضويًا (MOF) قائمًا على القصدير، يُتيح الاختزال الضوئي الانتقائي لثاني أكسيد الكربون. وقد ابتكروا إطارًا معدنيًا عضويًا جديدًا قائمًا على القصدير (Sn) بصيغة كيميائية [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (حيث H3ttc: حمض ثلاثي ثيوسيانوريك، وMeOH: ميثانول).
تستخدم معظم المحفزات الضوئية عالية الكفاءة لثاني أكسيد الكربون، والتي تعمل بالضوء المرئي، معادن ثمينة نادرة كمكونات رئيسية. علاوة على ذلك، لا يزال دمج وظائف امتصاص الضوء والتحفيز في وحدة جزيئية واحدة تتكون من عدد كبير من المعادن يمثل تحديًا قائمًا منذ زمن طويل. لذا، يُعد القصدير (Sn) خيارًا مثاليًا لأنه قادر على حل هاتين المشكلتين.
تعتبر المواد العضوية المعدنية أفضل المواد للمعادن والمواد العضوية، ويجري دراسة المواد العضوية المعدنية كبديل أكثر صداقة للبيئة للمحفزات الضوئية التقليدية للعناصر الأرضية النادرة.
يُعدّ القصدير خيارًا محتملاً للمحفزات الضوئية القائمة على الأطر المعدنية العضوية (MOFs) لقدرته على العمل كمحفز وعامل مُزيل أثناء عملية التحفيز الضوئي. ورغم الدراسات المكثفة التي أُجريت على الأطر المعدنية العضوية القائمة على الرصاص والحديد والزركونيوم، إلا أن المعلومات المتوفرة عن الأطر المعدنية العضوية القائمة على القصدير قليلة.
استُخدمت مركبات H3ttc والميثانول وكلوريد القصدير كمكونات أولية لتحضير إطار معدني عضوي قائم على القصدير KGF-10، وقرر الباحثون استخدام 1,3-ثنائي ميثيل-2-فينيل-2,3-ثنائي هيدرو-1H-بنزو[d]إيميدازول، الذي يعمل كمانح للإلكترونات ومصدر للهيدروجين.
ثم تخضع مادة KGF-10 الناتجة لعمليات تحليلية متنوعة. وقد وجدوا أن للمادة فجوة طاقة تبلغ 2.5 إلكترون فولت، وتمتص أطوال موجات الضوء المرئي، ولها قدرة امتصاص معتدلة لثاني أكسيد الكربون.
بعد أن فهم العلماء الخصائص الفيزيائية والكيميائية لهذه المادة الجديدة، استخدموها لتحفيز اختزال ثاني أكسيد الكربون في وجود الضوء المرئي. ووجدوا أن KGF-10 قادر على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى فورمات (HCOO–) بكفاءة وانتقائية تصل إلى 99% دون الحاجة إلى محسسات ضوئية أو محفزات إضافية.
كما يتميز المركب بأعلى مردود كمي ظاهري (نسبة عدد الإلكترونات المشاركة في التفاعل إلى إجمالي عدد الفوتونات الساقطة) على الإطلاق، حيث بلغ 9.8% عند طول موجي 400 نانومتر. علاوة على ذلك، أظهر التحليل البنيوي الذي أُجري خلال التفاعل أن مركب KGF-10 قد خضع لتعديلات بنيوية عززت عملية الاختزال التحفيزي الضوئي.
تقدم هذه الدراسة لأول مرة محفزًا ضوئيًا عالي الكفاءة، أحادي المكون، وخالٍ من المعادن النفيسة، قائم على القصدير، لتسريع تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى فورمات. تفتح الخصائص المميزة لمركب KGF-10، التي اكتشفها الفريق، آفاقًا جديدة لاستخدامه كمحفز ضوئي في عمليات مثل خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون باستخدام الطاقة الشمسية.
وخلص البروفيسور مايدا إلى القول: "تشير نتائجنا إلى أن إطارات الفلزات العضوية يمكن أن تكون بمثابة منصة لاستخدام المعادن غير السامة والمنخفضة التكلفة والغنية في الأرض لإنشاء وظائف تحفيز ضوئي فائقة لا يمكن تحقيقها عادة باستخدام المركبات المعدنية الجزيئية".
كاماكورا وآخرون (2023) تتيح الأطر المعدنية العضوية القائمة على القصدير (II) اختزالًا فعالًا وانتقائيًا لثاني أكسيد الكربون إلى مركبات أخرى تحت الضوء المرئي. الكيمياء التطبيقية، الطبعة الدولية. doi:10.1002/ani.202305923
في هذه المقابلة، يناقش الدكتور ستيوارت رايت، كبير العلماء في شركة Gatan/EDAX، مع AZoMaterials التطبيقات العديدة لتقنية حيود الإلكترون الخلفي (EBSD) في علم المواد وعلم المعادن.
في هذه المقابلة، يناقش AZoM خبرة Avantes الرائعة التي تمتد لثلاثين عامًا في مجال التحليل الطيفي، ومهمتهم، ومستقبل خط الإنتاج مع مدير منتجات Avantes، جير لوب.
في هذه المقابلة، يتحدث AZoM مع أندرو ستوري من شركة LECO حول مطيافية التفريغ المتوهج والإمكانيات التي يوفرها جهاز LECO GDS950.
تعمل كاميرات التلألؤ عالية الأداء ClearView® على تحسين أداء المجهر الإلكتروني النافذ الروتيني (TEM).
إن كسارة الفك المختبرية XRF Scientific Orbis عبارة عن كسارة دقيقة مزدوجة الحركة، حيث يمكن لكفاءة كسارة الفك تقليل حجم العينة بما يصل إلى 55 ضعف حجمها الأصلي.
تعرف على جهاز قياس الصلابة النانوية Hysitron PI 89 SEM من Bruer، وهو جهاز متطور لقياس الصلابة النانوية في الموقع.
دخل سوق أشباه الموصلات العالمي مرحلةً مثيرة. فقد ساهم الطلب على تكنولوجيا الرقائق في دفع عجلة الصناعة وإعاقتها في آنٍ واحد، ومن المتوقع أن يستمر النقص الحالي في الرقائق لبعض الوقت. وقد تُشكّل الاتجاهات الحالية مستقبل هذه الصناعة، وسيستمر هذا التوجه في التطور.
يتمثل الاختلاف الرئيسي بين بطاريات الجرافين وبطاريات الحالة الصلبة في تركيب كل قطب كهربائي. فعلى الرغم من تعديل المهبط عادةً، إلا أنه يمكن أيضاً استخدام أشكال الكربون المختلفة لصنع المصاعد.
في السنوات الأخيرة، تم إدخال إنترنت الأشياء بسرعة في جميع الصناعات تقريبًا، ولكنه ذو أهمية خاصة في صناعة السيارات الكهربائية.