ಕವಾನಿಶಿ, ಜಪಾನ್, ನವೆಂಬರ್ 15, 2022 /PRNewswire/ — ಜನಸಂಖ್ಯಾ ಸ್ಫೋಟದಿಂದಾಗಿ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ, ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಸವಕಳಿ, ಜಾತಿಗಳ ಅಳಿವು, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮಾಲಿನ್ಯ ಮತ್ತು ಅರಣ್ಯನಾಶದಂತಹ ಪರಿಸರ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತ ಉಲ್ಬಣಗೊಳ್ಳುತ್ತಿವೆ.
ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2) ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲವಾಗಿದ್ದು, ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ, "ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ (CO2 ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ)" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಸ್ಯಗಳು ಮಾಡುವಂತೆಯೇ CO2, ನೀರು ಮತ್ತು ಸೌರಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಇಂಧನಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಿಗೆ ಸಾವಯವ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅವು CO2 ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಸಹ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಏಕೆಂದರೆ CO2 ಅನ್ನು ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಇತ್ತೀಚಿನ ಹಸಿರು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
MOF ಗಳು (ಲೋಹದ ಸಾವಯವ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು) ಅಜೈವಿಕ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಲಿಂಕರ್‌ಗಳ ಸಮೂಹಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ಅಲ್ಟ್ರಾಪೋರಸ್ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ನ್ಯಾನೋಮೀಟರ್ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಆಣ್ವಿಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ, MOF ಗಳನ್ನು ಅನಿಲ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ, ಲೋಹದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ, ವೇಗವರ್ಧನೆ, ಔಷಧ ವಿತರಣೆ, ನೀರಿನ ಸಂಸ್ಕರಣೆ, ಸಂವೇದಕಗಳು, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು, ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, MOF ಗಳು CO2 ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಅದನ್ನು ಫೋಟೊರೆಡ್ಯೂಸ್ಡ್ CO2, ಅಂದರೆ ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ.
ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಗಳು ಅತಿ ತೆಳುವಾದ ವಸ್ತುಗಳು (0.5–9 nm), ಇವುಗಳ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರದ ನಿಯಮಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಯು ಕೆಲವೇ ಅಥವಾ ಕೆಲವು ಸಾವಿರ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು "ಕೃತಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಕೃತಕ ಅಣುಗಳು" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಗಾತ್ರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ನಿರಂತರವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಾನ್ಫೈನ್ಮೆಂಟ್ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಭೌತಿಕ ವಿದ್ಯಮಾನದಿಂದಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಹೊರಸೂಸುವ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಗಳ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಬಹು ಎಕ್ಸಿಟಾನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಿಂದಾಗಿ ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು.
MOF ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್‌ಗಳನ್ನು ಗ್ರೀನ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಲೈಯನ್ಸ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಹಿಂದೆ, ಅವರು ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ವಿಶೇಷ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು MOF ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್ ಸಂಯೋಜಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬಳಸಿದ್ದಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಪುಡಿ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಈ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶೋಧನೆಯ ಮೂಲಕ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬೇಕು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಬಳಕೆಗೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ.
ಇದಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ, ಗ್ರೀನ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಲೈಯನ್ಸ್ ಕಂ., ಲಿಮಿಟೆಡ್‌ನ ಶ್ರೀ ಟೆಟ್ಸುರೊ ಕಜಿನೊ, ಶ್ರೀ ಹಿರೋಹಿಸಾ ಇವಾಬಯಾಶಿ ಮತ್ತು ಡಾ. ರಿಯೋಹೆ ಮೋರಿ ತಮ್ಮ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ವಿಶೇಷ ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಅಗ್ಗದ ಜವಳಿ ಹಾಳೆಗಳ ಮೇಲೆ ನಿಶ್ಚಲಗೊಳಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಹೊಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಇದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು. ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ನಂತರ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನೀರನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಹೊರತೆಗೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಪುನರಾರಂಭಿಸಲು ಹೊಸ ತಾಜಾ ನೀರನ್ನು ಪಾತ್ರೆಗೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು.
ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಇಂಧನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಲ್ಲದು. ಪ್ರಪಂಚದಾದ್ಯಂತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಮಾಜದ ಹರಡುವಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆಯುವ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣವೆಂದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಪರಮಾಣು, ಆದ್ದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೀಲಿಂಗ್ ಪರಿಣಾಮದೊಂದಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಟ್ಯಾಂಕ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ತುಂಬಾ ದುಬಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವು ಸ್ಫೋಟಕವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತಾ ಅಪಾಯವನ್ನುಂಟುಮಾಡಬಹುದು. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ದ್ರವವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅದನ್ನು ಇಂಧನವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು ಸುಲಭ. ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸಿತುನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಿಗೆ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.
ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ದಕ್ಷತೆ ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದ್ದರೂ, ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಲು ದಕ್ಷತೆಯ ಸುಧಾರಣೆಗಳಿಗಾಗಿ ಹಸಿರು ವಿಜ್ಞಾನ ಒಕ್ಕೂಟವು ಹೋರಾಡುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ.