ନ୍ୟୁଜ୍ ୱାଇଜ୍ - ଅର୍ଥନୀତିକୁ ଇନ୍ଧନ ଦେବା ପାଇଁ କାର୍ବନ-ଆଧାରିତ ଇନ୍ଧନର ବର୍ଦ୍ଧିତ ଚାହିଦା ବାୟୁରେ କାର୍ବନ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍ (CO2) ପରିମାଣ ବୃଦ୍ଧି କରିବାରେ ଲାଗିଛି। CO2 ନିର୍ଗମନକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରୟାସ କରାଯାଉଥିବା ବେଳେ, ଏହା ପୂର୍ବରୁ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଥିବା ଗ୍ୟାସର କ୍ଷତିକାରକ ପ୍ରଭାବକୁ ହ୍ରାସ କରୁନାହିଁ। ତେଣୁ ଗବେଷକମାନେ ଫର୍ମିକ ଏସିଡ୍ (HCOOH) ଏବଂ ମିଥାନଲ୍ ଭଳି ମୂଲ୍ୟବାନ ପଦାର୍ଥରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରି ବାୟୁମଣ୍ଡଳୀୟ CO2 ବ୍ୟବହାର କରିବାର ସୃଜନଶୀଳ ଉପାୟ ବାହାର କରିଛନ୍ତି। ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକକୁ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରି ଫଟୋକ୍ୟାଟାଲିଷ୍ଟ ବ୍ୟବହାର କରି CO2ର ଫଟୋ ହ୍ରାସ ଏପରି ପରିବର୍ତ୍ତନ ପାଇଁ ଏକ ଲୋକପ୍ରିୟ ପଦ୍ଧତି।
୮ ମଇ, ୨୦୨୩ ରେ Angewandte Chemie ର ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ସଂସ୍କରଣରେ ପ୍ରକାଶିତ ସର୍ବଶେଷ ସଫଳତାରେ, ଟୋକିଓ ଇନଷ୍ଟିଚ୍ୟୁଟ୍ ଅଫ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜିର ପ୍ରଫେସର କାଜୁହିକୋ ମାଏଡା ଏବଂ ତାଙ୍କ ଗବେଷଣା ଦଳ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଅଗ୍ରଗତି କରିଛନ୍ତି। ସେମାନେ ସଫଳତାର ସହ ଏକ ଟିନ୍ (Sn) ଧାତୁ-ଜୈବ ଢାଞ୍ଚା (MOF) ବିକଶିତ କରିଛନ୍ତି ଯାହା CO2 ର ଚୟନାତ୍ମକ ଫଟୋ ହ୍ରାସକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ। ସଦ୍ୟ ପ୍ରଚଳିତ MOF କୁ KGF-10 ନାମ ଦିଆଯାଇଥିଲା ଏବଂ ଏହାର ରାସାୟନିକ ସୂତ୍ର ହେଉଛି [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: trithiocyanuric acid, MeOH: methanol)। ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକ ବ୍ୟବହାର କରି, KGF-10 ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ CO2 କୁ ଫର୍ମିକ ଏସିଡ୍ (HCOOH) ରେ ପରିଣତ କରେ। ପ୍ରଫେସର ମାଏଡା ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରିଛନ୍ତି, "ଆଜି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ବିରଳ ଏବଂ ମହାନ ଧାତୁ ଉପରେ ଆଧାରିତ CO2 ହ୍ରାସ ପାଇଁ ଅନେକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଦକ୍ଷ ଫଟୋକ୍ୟାଟାଲିଷ୍ଟ ବିକଶିତ ହୋଇଛି। ତଥାପି, ବହୁ ସଂଖ୍ୟକ ଧାତୁରେ ଗଠିତ ଏକକ ଆଣବିକ ୟୁନିଟରେ ଆଲୋକ-ଶୋଷଣ ଏବଂ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ କାର୍ଯ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ଏକୀକୃତ କରିବା ଏକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ହୋଇ ରହିଛି।" ତେଣୁ, Sn ଏହି ଦୁଇଟି ପ୍ରତିବନ୍ଧକକୁ ଦୂର କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଆଦର୍ଶ ପ୍ରାର୍ଥୀ ପ୍ରମାଣିତ ହେଲେ।"
ଧାତୁ ଏବଂ ଜୈବିକ ପଦାର୍ଥର ସୁବିଧାକୁ ମିଶ୍ରଣ କରୁଥିବା MOFs, ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଧାତୁ ଉପରେ ଆଧାରିତ ପାରମ୍ପରିକ ଫଟୋକଟାଲିଷ୍ଟଙ୍କ ପାଇଁ ଏକ ସବୁଜ ବିକଳ୍ପ ଭାବରେ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଉଛି। ଫଟୋକଟାଲିଷ୍ଟ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଏକ ଉତ୍ପ୍ରେରକ ଏବଂ ଆଲୋକ ଅବଶୋଷକ ଭାବରେ ଏହାର ଦ୍ୱୈତ ଭୂମିକା ପାଇଁ ଜଣାଶୁଣା Sn, MOF-ଆଧାରିତ ଫଟୋକଟାଲିଷ୍ଟ ପାଇଁ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଭାବରେ ଏକ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ବିକଳ୍ପ ହୋଇପାରେ। ଯଦିଓ ଜିରକୋନିୟମ୍, ଲୁହା ଏବଂ ସୀସାରେ ଗଠିତ MOFs ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଇଛି, Sn-ଆଧାରିତ MOFs ବିଷୟରେ ବୁଝାମଣା ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସୀମିତ। ଫଟୋକଟାଲିସିସ୍ କ୍ଷେତ୍ରରେ Sn-ଆଧାରିତ MOFs ର ସମ୍ଭାବନା ଏବଂ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ଅନୁସନ୍ଧାନ କରିବା ପାଇଁ ଅଧିକ ଅଧ୍ୟୟନ ଏବଂ ଅଧ୍ୟୟନ ଆବଶ୍ୟକ।
ଟିନ୍-ଆଧାରିତ MOF KGF-10 ସଂଶ୍ଳେଷଣ କରିବା ପାଇଁ, ଗବେଷକମାନେ H3ttc (ଟ୍ରାଇଥିଓସାଇନାୟୁରିକ୍ ଏସିଡ୍), MeOH (ମିଥାନଲ୍) ଏବଂ ଟିନ୍ କ୍ଲୋରାଇଡ୍କୁ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଉପାଦାନ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ। ସେମାନେ 1,3-ଡାଇମିଥାଇଲ୍-2-ଫିନାଇଲ୍-2,3-ଡାଇହାଇଡ୍ରୋ-1H-ବେଞ୍ଜୋ[d]ଇମିଡାଜୋଲ୍‌କୁ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ ଦାତା ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଉତ୍ସ ଭାବରେ ବାଛିଥିଲେ। ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପରେ, ପ୍ରାପ୍ତ KGF-10 କୁ ବିଭିନ୍ନ ବିଶ୍ଳେଷଣାତ୍ମକ ପଦ୍ଧତିରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଇଥିଲା। ଏହି ପରୀକ୍ଷାଗୁଡ଼ିକ ଦର୍ଶାଇଥିଲା ଯେ ସାମଗ୍ରୀର 2.5 eV ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଗ୍ୟାପ୍ ସହିତ ଏକ ମଧ୍ୟମ CO2 ଶୋଷଣ କ୍ଷମତା ଏବଂ ଦୃଶ୍ୟମାନ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ପରିସରର ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଅବଶୋଷଣ ଅଛି।
ନୂତନ ସାମଗ୍ରୀର ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ବିଷୟରେ ଜ୍ଞାନ ସହିତ, ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ଏହାକୁ ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକ ଦ୍ୱାରା କାର୍ବନ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍ ହ୍ରାସକୁ ଉତ୍ତେଜିତ କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ। ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ, ଗବେଷକମାନେ ଜାଣିପାରିଲେ ଯେ KGF-10 କୌଣସି ସହାୟକ ଫଟୋସେନସିଟିଜର୍ କିମ୍ବା ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ବିନା 99% ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଚୟନିତା ସହିତ CO2 ଗଠନ (HCOO-) ରୂପାନ୍ତର ହାସଲ କରେ। ଏହା ସହିତ, KGF-10 ଏକ ଅଭୂତପୂର୍ବ ଉଚ୍ଚ ସ୍ପଷ୍ଟ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍ ଉପଜ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଛି - ଫୋଟନ୍ ବ୍ୟବହାର କରିବାର ଦକ୍ଷତାର ଏକ ମାପ - 400 nm ରେ 9.8% ମୂଲ୍ୟରେ ପହଞ୍ଚିଛି। ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ, ଫଟୋକ୍ୟାଟାଲିଟିକ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟରେ କରାଯାଇଥିବା ସଂରଚନାତ୍ମକ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦର୍ଶାଇଛି ଯେ KGF-10 ହ୍ରାସ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ସହାୟତା କରିବା ପାଇଁ ଏକ ସଂରଚନାତ୍ମକ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରୁଛି।
ଏହି ଅଭିନବ ଗବେଷଣା ଏକ ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତାସମ୍ପନ୍ନ ଟିନ୍-ଆଧାରିତ ଫଟୋକ୍ୟାଟାଲିଷ୍ଟ KGF-10 ଉପସ୍ଥାପନ କରେ ଯାହା ଦୃଶ୍ୟମାନ ଆଲୋକ ଦ୍ୱାରା CO2 ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ଏକ-ପାଖିଆ ଉତ୍ପ୍ରକାଶକ ଭାବରେ ନୋବଲ ଧାତୁର ଆବଶ୍ୟକତା ନାହିଁ। ଏହି ଅଧ୍ୟୟନରେ ପ୍ରଦର୍ଶିତ KGF-10 ର ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ସୌର CO2 ହ୍ରାସ ସମେତ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗରେ ଏକ ଫଟୋକ୍ୟାଟାଲିଷ୍ଟ ଭାବରେ ଏହାର ବ୍ୟବହାରକୁ ବିପ୍ଳବୀ କରିପାରିବ। ପ୍ରଫେସର ମାଏଡା ଏହି ସିଦ୍ଧାନ୍ତରେ କହିଛନ୍ତି: "ଆମର ଫଳାଫଳ ସୂଚାଇ ଦିଏ ଯେ MOFs ପୃଥିବୀରେ ମିଳୁଥିବା ଅଣ-ବିଷାକ୍ତ, କମ ଖର୍ଚ୍ଚ ଏବଂ ପ୍ରଚୁର ଧାତୁ ବ୍ୟବହାର ମାଧ୍ୟମରେ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଫଟୋକ୍ୟାଟାଲିଟିକ୍ କ୍ଷମତା ବିକାଶ ପାଇଁ ଏକ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିପାରିବ, ଯାହା ପ୍ରାୟତଃ ଆଣବିକ ଧାତୁ ଜଟିଳ। ଅପ୍ରାପ୍ୟ।" ଏହି ଆବିଷ୍କାର ଫଟୋକ୍ୟାଟାଲିସିସ୍ କ୍ଷେତ୍ରରେ ନୂତନ ସମ୍ଭାବନା ଖୋଲିଥାଏ ଏବଂ ପୃଥିବୀର ସମ୍ବଳଗୁଡ଼ିକର ସ୍ଥାୟୀ ଏବଂ ଦକ୍ଷ ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ପଥ ପ୍ରଶସ୍ତ କରିଥାଏ।
ନ୍ୟୁଜୱାଇଜ୍ ସାମ୍ବାଦିକମାନଙ୍କୁ ବ୍ରେକିଂ ନ୍ୟୁଜ୍ ପାଇବାର ସୁବିଧା ଏବଂ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟ, ପ୍ରତିଷ୍ଠାନ ଏବଂ ସାମ୍ବାଦିକମାନଙ୍କୁ ସେମାନଙ୍କ ଦର୍ଶକଙ୍କୁ ବ୍ରେକିଂ ନ୍ୟୁଜ୍ ବଣ୍ଟନ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ପ୍ରଦାନ କରେ।