НЕВЕРОЯТНИТЕ КРИСТАЛИ

НЕВЕРОЯТНИТЕ КРИСТАЛИ, КОИТО МОГАТ ДА ПОЧИСТЯТ НАШАТА ПЛАНЕТА

Някои деца никога не надрастват любовта си към играчките-конструктори. Aвстралийският химик Matthew Hill използва тази любов за да изгради блестяща кариера – той е намалил Лего блок до атомен размер. Кристалните материали, получени в неговата лаборатория, му донесоха наградата Malcolm McIntosh за физика през 2014 година. Тези кристали могат да решат някои от най-големите проблеми в света, като поглъщат CO2 от емисиите на електроцентралите, да се използват в качеството на газови бутилки за бъдещи горива, или да почистват водата от замърсяване.

Hill проучвал през последното десетилетие кристали, известни като метал-органични структури (МОF). Те изглеждат като бели кристални соли, но рентгеновите лъчи разкриват техните тайни. МOF кристалите са преди всичко празно пространство – те са 10 пъти по-порести от всичко познато на планетата. Те са гъби от атомния свят – назовете който и да е газ, те ще го погълнат.

Рентгенографиите на МOF кристалa прилича на скелет, в които ролята на кости изпълняват органични съединения, а металите – ролята на ставите. Получените кухини представляват клетки – нанохранилища за различни вещества.

Използвайки различни метални и органични съставки, Hill може да настройва тези клетки за различни цели. За съхраняване на водород са необходими по-малки кухини, за да могат клетките плътно да прилепват към газовите молекули. Този метод за съхранение на водород е по-безопасен, отколкото съхраняването му като сгъстен газ в резервоар, който може да се взриви.

МОF кристалитe имат определени смарт свойства: те могат да реагират на определени дразнители. Представете си материал, който поглъща CO2 от димните газове на централата, а след това като бъдат изложени на слънчева светлина освобождават уловените парникови газове за съхранение. В този случай MOF могат да освободят уловените по-рано газове с ефективност около 80%.

Когато първият МОФ материал е пуснат в продажба преди няколко години, той струва около 100 долара за грам. Hill проектира поточен реактор за производство на МOF с желаните свойства, и очаква, че това ще намали цената 10 000 пъти. След като се организира производството им в промишлен мащаб, може да се очаква широкото използване на МOF материалите в различни индустрии.

Освен съхраняването на газове, МOF материалите имат още едно полезно свойство. Поради своята конструкция с дупки с еднакъв размер по целия обем, те представляват отлични сита, и са способни, например, да правят толкова дълбока филтрация, че с тях да се получи прясна вода от морска.

Според Хил, използването на МOF материалите “се ограничава само от нашето въображение и способността ни като химици.”

Коментари

comments