Nhóm các nhà nghiên cứu tin rằng vật liệu giống như bọt biển – được đặt tên là BUT-55 – có thể tạo ra một cuộc cách mạng trong việc lọc không khí độc hại và đóng góp đáng kể vào cuộc chiến chống biến đổi khí hậu trên toàn cầu. . Giáo sư Michael Zaworotko – Chủ tịch Quỹ Khoa học và Kỹ thuật Pha lê của Ireland và nhà nghiên cứu tại Viện Bernal thuộc Đại học Limerick – và các đồng nghiệp đã phát triển loại vật liệu mới này. Phát hiện này đã được báo cáo trên tạp chí Nature Materials uy tín vào năm 2022.
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) – bao gồm benzen – là một loại chất ô nhiễm độc hại gây ra các vấn đề nghiêm trọng về môi trường và sức khỏe con người. Phát triển công nghệ loại bỏ benzen khỏi không khí ở nồng độ vết và thực hiện sứ mệnh đó với một vết năng lượng thấp là cả hai thách thức chưa thể vượt qua cho đến nay.
Giáo sư Zaworotko giải thích: “Một họ vật liệu xốp – như bọt biển – đã được phát triển để thu giữ hơi benzen từ không khí ô nhiễm và tạo ra luồng không khí sạch trong một thời gian dài. Những vật liệu này có thể được tái sinh dễ dàng dưới nhiệt độ nhẹ, trở thành ứng cử viên cho việc lọc không khí và xử lý môi trường. Vật liệu của chúng tôi có thể làm tốt hơn nhiều về độ nhạy và thời gian làm việc so với vật liệu truyền thống ”.
Giáo sư Zaworotko và Tiến sĩ Xiang-Jing Kong từ Khoa Khoa học Hóa học tại UL, cùng với một nhóm đồng nghiệp từ một số trường đại học hàng đầu ở Trung Quốc, đã phát triển vật liệu xốp mới có ái lực mạnh với benzen để loại bỏ các hóa chất độc hại ngay cả khi có mặt. chỉ 1 phần trong 100.000.
Theo nhóm các nhà nghiên cứu, vật liệu này giống với pho mát Thụy Sĩ vì nó có nhiều lỗ, và chính những lỗ này là nguyên nhân thu hút phân tử độc hại benzen. Về mặt năng lượng, vì quá trình thu nhận dựa trên liên kết vật lý chứ không phải hóa học, nên dấu chân năng lượng của quá trình thu nhận và giải phóng thấp hơn nhiều so với các thế hệ vật liệu trước đây.
Giáo sư Zaworotko báo cáo: “Nhiệm vụ phá vỡ hỗn hợp khí rất khó thực hiện một cách hiệu quả. Điều này đặc biệt đúng đối với các thành phần thứ cấp bao gồm không khí, bao gồm carbon dioxide và nước. Các đặc tính của vật liệu mới của chúng tôi cho thấy sự suy giảm benzen không còn là vấn đề nữa. “
Một số nghiên cứu trước đó từ phòng thí nghiệm của Giáo sư Zaworotko đã tạo ra các vật liệu hàng đầu để thu giữ carbon và thu hoạch nước. Các vật liệu thu hoạch nước có các đặc tính thuận lợi như vậy để giữ và giải phóng nước từ khí quyển vốn đã được sử dụng trong các hệ thống hút ẩm.
Tiến sĩ Xiang-Jing Kong giải thích: “Dựa trên thiết kế thông minh, vật liệu của chúng tôi giải quyết tốt nhiều thách thức về kỹ thuật và xã hội, chẳng hạn như loại bỏ dấu vết của benzen khỏi không khí. Điều này là khó đối với các vật liệu thông thường, và do đó làm nổi bật sự quyến rũ của vật liệu xốp ”.
Nói chung, những kết quả này cho thấy một thế hệ vật liệu xốp độc đáo mới được phát minh tại UL hứa hẹn cho phép một phương pháp phổ biến để thu giữ các hóa chất nguy hiểm từ không khí.
Tiến sĩ Xiang-Jing Kong giải thích: “Các chất đồng phân thơm rất khó tách ra trong hỗn hợp của chúng bằng các phương pháp truyền thống, luôn tiêu tốn nhiều năng lượng. Nghiên cứu này mở ra khả năng thiết kế vật liệu xốp để tách các hóa chất này một cách hiệu quả với năng lượng đầu vào thấp cũng như loại bỏ nhiều chất ô nhiễm dạng vết khác khỏi không khí. “
Nghiên cứu được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu (ERC) và Quỹ Khoa học Ireland (SFI).
