تحولات تازه در زمینه کاهش الکتروشیمیایی دی‌اکسید کربن با مس
مس (Cu)، شاید مثل طلا و نقره آن‌قدرها هم جلب توجه نکند، اما تنوع خیره‌کننده‌اش در پژوهش‌های پیشرو، اون رو به عنصری ارزشمند تبدیل کرده. یه همکاری مشترک از سوی دانشمندان دانشگاه توهوکو، دانشگاه علوم توکیو و دانشگاه آدلاید، یه روش نوین برای افزایش گزینش‌پذیری و پایداری فرآیندهای کاهش الکتروشیمیایی دی‌اکسید کربن (CO2) رو معرفی کرده. این تیم با دست‌کاری سطح نانوخوشه‌های مس (NCs) در مقیاس اتمی، دروازه‌های جدیدی به سمت فناوری‌های تبدیل کربن کارآمد و دوست‌دار محیط زیست باز کرده.
این پیشرفت، نه تنها توانایی دگرگون‌کننده‌ی مس در شیمی پایدار رو نشون می‌ده، بلکه اهمیت حیاتی همکاری‌های جهانی در مواجهه با چالش‌های فوری مثل انتشار کربن رو هم برجسته می‌کنه. نتایج این پژوهش در تاریخ ۴ دسامبر ۲۰۲۴ در مجله‌ی Small منتشر شد.
نگاهی به واکنش‌های کاهشی الکتروشیمیایی دی‌اکسید کربن
واکنش‌های کاهش الکتروشیمیایی دی‌اکسید کربن (CO2RR) تو سال‌های اخیر، توجه خیلی‌ها رو به خودشون جلب کردن، چون این واکنش‌ها پتانسیل تبدیل CO2 اضافی موجود در جو به محصولات باارزش رو دارن. تو بین نانوکاتالیزورهای مختلف مورد مطالعه، نانوخوشه‌ها به خاطر مزایای خاص‌شون نسبت به نانوذرات بزرگ‌تر، به عنوان یه گزینه برجسته مطرح شدن. تو این خانواده، نانوخوشه‌های مس (Cu NCs) ظرفیت بالایی دارن و امکان تولید محصولات متنوع، فعالیت کاتالیستی بالا و پایداری رو فراهم می‌کنن.
با وجود این مزایا، همچنان به دست آوردن کنترل دقیق روی گزینش‌پذیری محصولات در مقیاس صنعتی یه چالش اصلی به حساب میاد.
پژوهش‌های نو در زمینه‌ی بهبود خواص نانوذرات مس برای تبدیل پایدار CO2
در نتیجه، پژوهش‌های حاضر به‌شدت روی بهبود این خواص متمرکزه تا پتانسیل کامل نانوذرات مس (Cu NCs) برای تبدیل پایدار CO2 رو آزاد کنن. پروفسور یوئیچی نگیشی از دانشگاه توهوکو می‌گه: «برای رسیدن به این پیشرفت، تیم ما مجبور بود نانوذرات رو در مقیاس اتمی تغییر بده.» اون ادامه می‌ده: «این کار خیلی سخت بود، چون هندسه‌ی نانوذرات به بخش‌های دقیقی که باید تغییر می‌کردن، وابسته بود. مثل این بود که بخوایم یه ستون نگهدارنده تو یه ساختمون رو جابه‌جا کنیم.»
اونا با تغییر لیگاند‌های تیولاتی (PET: 2-phenylethanethiolate; CHT: cyclohexanethiolate) روی سطح نانوذرات، تونستن دو نانو ذره Cu₁₄ با معماری ساختاری یکسان رو سنتز کنن. غلبه بر این محدودیت نیازمند توسعه‌ی یه استراتژی کاهش کنترل‌شده بود که امکان ایجاد دو نانوذره‌ی ساختاری یکسان با لیگاند‌های متفاوت رو فراهم کنه – این یه قدم مهم در طراحی نانوذرات به شمار میاد.
به هر حال، تیم تحقیقاتی تفاوت‌هایی تو پایداری این نانوذرات دید که به تفاوت‌های موجود تو تعاملات بین خوشه‌ای نسبت داده شد. این تفاوت‌ها نقش مهمی در شکل‌گیری پایداری این نانوذرات در حین کاربردهای کاتالیستی دارن. گرچه این نانوذرات شکل‌های تقریبا یکسانی دارن که از وجود دو لیگاند تیولاتی متفاوت ناشی می‌شه، اما وقتی فعالیت کاتالیستی‌شون برای کاهش CO2 آزمایش شد، گزینش‌پذیری محصولات به‌طور قابل توجهی فرق داشت. این تفاوت‌ها روی کارآیی کلی و گزینش‌پذیری CO2RR تأثیر می‌ذارن.
نگیشی نتیجه می‌گیره: «این یافته‌ها برای پیشرفت طراحی نانوذرات مس که پایداری رو با گزینش‌پذیری بالا ترکیب می‌کنن، حیاتی هستن و راه رو برای فناوری‌های الکتروشیمیایی کارآمدتر و قابل‌اطمینان‌تر در کاهش CO2 هموار می‌کنن.»
بیشتر بخوانید
مدیتیشن یک روز پربرکت برای جذب عشق وامنیت و سلامتی
خود هیپنوتیزم درمان زود انزالی در مردان توسط هیپنوتراپیست رضا خدامهری
تقویت سیستم ایمنی بدن با خود هیپنوتیزم
شمس و طغری
خود هیپنوتیزم ماندن در رژیم لاغری و درمان قطعی چاقی کاملا علمی و ایمن
خود هیپنوتیزم تقویت اعتماد به نفس و عزت نفس