Wissenschaftler entdecken eine neue Art von porösem Material, das Treibhausgase speichern kann
Ein neuartiges poröses Material, das Kohlendioxid und andere Treibhausgase speichern kann, wurde von einem Team von Wissenschaftlern unter der gemeinsamen Leitung der Heriot-Watt University entwickelt.
In Zusammenarbeit mit der University of Liverpool, dem Imperial College London, der University of Southampton und der East China University of Science and Technology in China hat das Team mithilfe von Computermodellen genau vorhergesagt, wie sich Moleküle zu dem neuartigen porösen Material zusammensetzen würden.
Die in der Fachzeitschrift Nature Synthesis veröffentlichten Forschungsergebnisse zeigen, wie die Wissenschaftler hohle, käfigartige Moleküle mit hoher Speicherkapazität für Treibhausgase wie Kohlendioxid und Schwefelhexafluorid geschaffen haben. Schwefelhexafluorid ist ein stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid und kann sich über Tausende von Jahren in der Atmosphäre halten.
Das ist eine spannende Entdeckung, denn wir brauchen neue poröse Materialien, um die größten Herausforderungen der Gesellschaft zu lösen.
Dr. Marc Little, Heriot-Watt Universität
Diese Käfigmoleküle wurden mit anderen Käfigen zusammengefügt, um ein neuartiges poröses Material zu schaffen, das den Wissenschaftlern zufolge mit seiner porösen „Käfig-der-Käfige“-Struktur das erste seiner Art ist.
Der Materialwissenschaftler Dr. Marc Little, Assistenzprofessor am Institut für Chemische Wissenschaften der Heriot-Watt University und Experte für poröse Materialien, leitete die Forschungsarbeiten.
Er sagte: „Dies ist eine aufregende Entdeckung, denn wir brauchen neue poröse Materialien, um die größten Herausforderungen der Gesellschaft zu lösen, z. B. die Abscheidung und Speicherung von Treibhausgasen.
Spezialisten für Computermodellierung am Imperial College London und an der Universität Southampton erstellten Simulationen, um dem Team zu helfen, zu verstehen und vorherzusagen, wie sich ihre Käfigmoleküle zu dieser neuen Art von porösem Material zusammensetzen würden.
Zum Team gehörten auch Professor Kim Jelfs vom Department of Chemistry des Imperial College und dem Institute for Digital Molecular Design and Fabrication (DigiFAB) sowie Professor Andy Cooper von der University of Liverpool und der Materials Innovation Factory. Professor Jelfs und Professor Cooper sind die Co-Leiter des kürzlich mit 12 Millionen Pfund finanzierten britischen AI for Chemistry Hub, einer von der britischen Regierung unterstützten Initiative zur Förderung der Zusammenarbeit zwischen Chemie- und KI-Forschern.
Dr. Little fügte hinzu: „Die Kombination von Berechnungsstudien wie der unseren mit neuen KI-Technologien könnte ein noch nie dagewesenes Angebot an neuen Materialien zur Lösung der dringendsten gesellschaftlichen Herausforderungen schaffen, und diese Studie ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung.“
Die Forschung wurde vom Engineering and Physical Sciences Research Council durch den Digital Navigation of Chemical Space for Function Programme Grant und vom Leverhulme Trust durch das Leverhulme Research Centre for Functional Materials Design finanziert. Das Projekt wurde auch von der Forschungseinrichtung Diamond Light Source, der Universität Southampton, dem Horizon 2020-Forschungsprogramm der Europäischen Union und The Royal Society unterstützt.
Dr. Little fügte hinzu, dass Moleküle mit komplexen Strukturen auch dazu verwendet werden könnten, giftige Verbindungen, die als flüchtige organische Verbindungen bekannt sind, aus der Luft zu entfernen und eine wichtige Rolle in der medizinischen Wissenschaft spielen könnten.
„Wir sehen diese Studie als einen wichtigen Schritt, um solche Anwendungen in der Zukunft zu erschließen“, sagte er.
Dr. Little hat über 50 Forschungsarbeiten über poröse Materialien veröffentlicht. Er hat an der Universität Leeds in Chemie promoviert und war als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Liverpool tätig, bevor er letztes Jahr zu Heriot-Watt kam.
Quelle
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