Cientistas descobrem a primeira molécula desse tipo que absorve gases de efeito estufa

“Enjaulamento” é como os cientistas descrevem um novo tipo de material poroso, único na sua estrutura molecular, que pode ser usado para reter dióxido de carbono e outro gás com efeito de estufa mais poderoso.

Sintetizado em laboratório por investigadores do Reino Unido e da China, o material é produzido em duas etapas, com reações que reúnem os blocos de construção do prisma triangular em gaiolas tetraédricas maiores e mais simétricas – produzindo a primeira estrutura molecular deste tipo. A equipe afirma.

O material resultante, com sua abundância de moléculas polares, atrai e retém gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono (CO2).2) com forte afinidade. Também demonstrou excelente estabilidade na água, o que é fundamental para a sua utilização na captura de carbono em ambientes industriais, a partir de fluxos de gases húmidos ou molhados.

‘Esta é uma descoberta emocionante’ Ele diz Mark Little, cientista de materiais da Universidade Heriot-Watt em Edimburgo e autor sênior do estudo, disse: “Porque precisamos de novos materiais porosos para ajudar a resolver os maiores desafios da sociedade, como a captura e armazenamento de gases de efeito estufa”.

Para fazer o material poroso, partículas elementares com formato de prisma triangular se reúnem em estruturas maiores, semelhantes a gaiolas. (Zhou e outros, síntese da natureza, 2024)

Embora não tenha sido amplamente testado, experimentos de laboratório mostraram que o novo material semelhante a uma gaiola também possui alta capacidade de absorção. Hexafluoreto de enxofre (SF6), que segundo o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, é O gás de efeito estufa mais poderoso.

Onde CO2 Permanece na atmosfera por 5 a 200 anos, SF6 Ele pode sobreviver de 800 a 3.200 anos. Isso apesar de SF6 Seus níveis atmosféricos são muito mais baixos e sua vida útil extremamente longa dá ao SF6 Potencial de aquecimento global de Cerca de 23.500 vezes O de CO2 Quando comparado com mais de 100 anos atrás.

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Remova grandes quantidades de SF6 E compartilhar2 A partir da atmosfera, ou em primeiro lugar, impedir que ela entre nela, é o que precisamos urgentemente de fazer para controlar as alterações climáticas.

Os pesquisadores estimam que precisamos cavar em torno disso 20 bilhões de toneladas de dióxido de carbono2 todo ano Para anular as nossas emissões de carbono, que só apresentam tendência ascendente.

Até à data, as estratégias de descarbonização estão em vigor 2 bilhões de toneladas anualmente, mas principalmente as árvores e o solo fazem o seu trabalho. Quase 0,1% de remoção de carbonoCerca de 2,3 milhões de toneladas por ano, graças a novas tecnologias como a captura direta de ar, que utiliza materiais porosos para absorver dióxido de carbono.2 Do ar.

Os pesquisadores estão ocupados Criando novos materiais Para melhorar a captação direta de ar para torná-la mais eficiente e consumir menos energia, este novo material pode ser outra opção. Mas para evitar os piores efeitos das alterações climáticas, temos de trabalhar para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa mais rapidamente do que estas tecnologias emergentes conseguem actualmente.

No entanto, devemos fazer tudo o que estiver ao nosso alcance para resolver este problema global. Criar um material com tamanha complexidade estrutural não foi fácil, mesmo que as moléculas elementares se montassem tecnicamente.

Essa estratégia é chamada Automontagem supramolecular. Eles podem produzir estruturas quimicamente reticuladas a partir de blocos de construção mais simples, mas requerem alguns ajustes porque “as melhores condições de reação muitas vezes não são intuitivamente óbvias”, dizem Little e seus colegas. explicado em seu artigo publicado.

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Quanto mais complexa a molécula final, mais difícil é a sua síntese e mais “embaralhamento” molecular pode ocorrer nessas reações.

Para abordar estas interações moleculares invisíveis, os investigadores usaram simulações para prever como as suas moléculas primárias se reuniriam neste novo tipo de material poroso. Eles levaram em consideração a geometria das potenciais moléculas iniciais e a estabilidade química e dureza do produto final.

Além de sua capacidade de absorver gases de efeito estufa, os pesquisadores disseram Sugerir Os novos materiais também poderiam ser usados ​​para remover outros vapores tóxicos do ar, como compostos orgânicos voláteis, que facilmente se transformam em vapores ou gases de superfícies, inclusive no interior de carros novos.

“Vemos este estudo como um passo importante para a abertura de tais aplicações no futuro”, disse Little. Ele diz.

O estudo foi publicado em Síntese da natureza.

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