Hrvatski znanstvenici razvili metodu koja bi mogla unaprijediti hvatanje CO2

Porozni materijali mogu izdvajati ugljikov dioksid iz industrijskih plinova, pročišćavati goriva i odvajati korisne kemikalije iz složenih smjesa, a istraživački tim pokazao je da se njihova unutarnja građa može usmjeravati uz pomoć samo nekoliko kapi tekućine tijekom miješanja i mljevenja praškova, priopćili su s IRB-a u utorak.

"Ovo otkriće dolazi u trenutku kada industrije diljem svijeta traže brže i čišće puteve do materijala koji podupiru klimatska i energetska rješenja", istaknuli su.

Takvi materijali djeluju poput iznimno preciznih filtara tako što kroz njihove mikroskopske pore neke molekule prolaze, dok druge ostaju zarobljene, pri čemu veličina i raspored tih pora određuju što taj materijal može izdvojiti ili pročistiti. 

Pronalazak odgovarajuće strukture često zahtijeva mnogo pokusa, velike količine otapala, zagrijavanje i znatnu potrošnju energije. 

Istraživanje "Mechanochemical Solid Form Screening of Zeolitic Imidazolate Frameworks Using Structure-Directing Liquid Additives", koje povezuje istraživačke timove iz Hrvatske, Poljske, Kanade, Ujedinjenog Kraljevstva i SAD-a, sada upućuje na jednostavniji i resursno štedljiv način dobivanja takvih visokoučinkovitih materijala - samo kap pažljivo odabrane tekućine može usmjeriti način na koji se početni sastojci povezuju u čvrsti materijal.

'Jedna jedina kap dovoljna je da upravljamo kako se isti atomi povezuju'

Umjesto "kuhanja" u posudama s otapalom, znanstvenici su sastojke usitnjavali, točnije mljeli, i dodali tek kap ili dvije pažljivo odabrane tekućine koja se ponaša poput začina u kuhanju.

Naime, pojašnjavaju iz IRB-a, isti osnovni sastojci uz dodavanje različitih začina imaju drugačiji okus, a princip je sličan i ovdje - ako se promijeni vrsta tekućine, promijeni se i nacrt koji atomi slijede.

"Više ne promatramo, nego usmjeravamo kako se materijal sastavlja. Jedna jedina kap dovoljna je da upravljamo kako se isti atomi povezuju, a uz manje tekućine, manje energije i više kontrole", objasnila je prva i dopisna autorica Ivana Brekalo s IRB-a.

Tim se usredotočio na poznatu "spužvastu" krutinu izgrađenu od cinka i organskog povezivača imidazola, modelni sustav koji se koristi diljem svijeta. 

U izravnoj usporedbi 45 različitih otopina isti su sastojci dali 13 različitih verzija materijala, uz to da dvije verzije do sada nikada nisu bile zabilježene, a zabilježena su i kratkotrajna, nedovršena stanja koja otkrivaju kako materijal nastaje.

Strukture su analiziranerendgenskim metodama u Hrvatskoj i SAD-u, a računalne simulacije provedene su na superračunalima u Hrvatskoj, Ujedinjenom Kraljevstvu, Poljskoj i Kanadi, pri čemu pokusi i izračuni zajedno otvaraju put prema praktičnoj "kuharici".