محققان دانشگاه هیوستون ترکیبات آلی کشف کرده اند که می تواند به صورت غیر مستقیم میزان آلایندگی را به صفر برساند.
طبق گزارش گروه علم و فناوری های فن تک و به نقل از ساینس دیلی؛ با افزایش آگاهی جهانی نسبت به مضرات زیست محیطی و ژئوپلیتیکی سوخت های فسیلی، انرژی هسته ای دوباره به عنوان یکی از موضوعات ترندروز تبدیل شده است. ظرفیت آن برای تولید برق در مقیاس بزرگ بدون انتشار گازهای گلخانه ای چشم انداز امیدوار کننده ای را برای یک منبع انرژی پاک و پایدار ترسیم می کند. این راه حل می تواند جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی به حساب بیاید.
با این حال، انرژی هسته ای معایب خاص خود را دارد. یکی از این معایب، ایجاد زباله های رادیو اکتیوی است. اطمینان از نحوه مدیریت و دفع ایمن زباله های هسته ای می تواند اعتماد عمومی را به استفاده از این انرژی جلب کند. در حال حاضر، محققان دانشگاه هیوستون موفق به ابداع روش جدیدی برای مدیریت زباله های هسته ای شدند. روشی که آنها برای حل این مشکل استفاده کردند: کریستال‌های مولکولی مبتنی بر هیدرازون‌های سیکلوتترابنزیل بود. این تیم تحقیقاتی برای اولین بار در سال 2015 این کریستال ها را ساختند. کریستال های ابداعی می توانند ید محصولات شکافت رادیو اکتیو موجود در محلول های آبی ،آلی و فضای مشترک بین این دو مواد را به خود جذب کنند.
Ognjen Miljanic، استاد شیمی و نویسنده اصلی در مورد روش جدید گفت: " جذب ید در رابط ها می تواند از رسیدن ید و آسیب پوشش های رنگی مورد استفاده در راکتورهای هسته ای و مخازن نگهداری زباله جلوگیری کند. این کریستال‌ها ظرفیت جذب ید شگفت‌انگیزی دارد که می تواند با چارچوب‌های متخلخل فلزی-آلی (MOFs) و چارچوب‌های آلی کووالانسی (COFs) رقابت کنند."
الکساندرا روبلز، اولین نویسنده این مطالعه و دانشجوی سابق دکترا، کریستال های ابداعی را در آزمایشگاه Miljanic کشف کرده بود. علاقه او به یافتن راه حلی برای زباله های هسته ای، او را به فکر استفاده از کریستال ها برای جذب ید سوق داد.
او در نهایت توانست ید موجود در سطح مشترک لایه‌های آلی و آبی جمع‌آوری کند. در حالت معمول هنگامی که مواد بین لایه آلی و آبی قرار می گیرند، از انتقال ید یک لایه به لایه دیگر جلوگیری می کنند. این فرآیند نه تنها یکپارچگی پوشش‌های راکتور را حفظ می‌کند بلکه، باعث جابجایی ید جذب‌شده نیز می شود. میلیانیچ، محقق حاضر در این مطالعه گفت: «ایده اصلی این بود که ما بتوانیم ید را از مکانی که مدیریت آن دشوار است جمع آوری کنید و سپس آن را در محلی که مدیریت آن آسان باشد رها کنیم. مزیت دیگر این فناوری این است که می توانیم از کریستال ها دوباره استفاده کنیم. اگر آلاینده فقط به ماده آلی ریجنت بچسبد، همه چیز باید دور ریخته شود. این کار منجر به افزایش ضایعات و زیان اقتصادی می شود.»
مولکول ها، کریستال ها و اختاپی ها!
تیم Miljanic این مولکول‌های آلی کوچک را که فقط از ترکیب اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل می شوند، با استفاده از مواد شیمیایی رایج در بازار ساختند. هر کریستال یک ساختار حلقه‌ای شکل است که هشت قطعه خطی از آن نشأت می‌گیرد که باعث شده است تیم تحقیقاتی آن را «اختاپوس» نامگذاری کنند.
میلیانیک گفت: "ساخت این مواد کار خیلی راحتی است و می توان آنها را با هزینه خیلی کم در مقیاس بزرگ تولید کرد." محققان این کریستال ها را با هزینه حدود 1 دلار در هر گرم تولید کردند. اما، محققان معتقدند این هزینه در محیط صنعتی می تواند به طور قابل توجهی کاهش پیدا کند.
این کریستال های کوچک طمع زیادی در جذب ید دارند. میلیانیچ و همکارانش از آنها برای جذب دی اکسید کربن نیز استفاده کرده اند که یک گام بزرگ به سوی جهانی پاک تر و پایدارتر خواهد بود. علاوه بر این، مولکول‌های «اختاپوس» ارتباط نزدیکی با مولکول‌های موجود در موادی دارند که برای ساخت باتری‌های لیتیوم یونی از آنها استفاده می‌شوند.
میلیانیچ گفت: «این مولکول ساده بسته به نحوه ادغام آن با بقیه سیستم‌ها، می‌تواند کارایی متفاوتی داشته باشد.»