Dortmund Texniki Universiteti və Birmingem Universitetinin alimlərindən ibarət beynəlxalq tədqiqat qrupu şüşə istehsalında inqilabi yeniliyə imza atıb. 4 may tarixində "Nature Chemistry" jurnalında dərc edilən araşdırmaya görə, mütəxəssislər ənənəvi kimya prinsiplərindən istifadə edərək metal-üzvi karkaslardan (MOF) hazırlanan yeni növ şüşələrin xüsusiyyətlərini dəyişdiriblər. Bu kəşf qazların ayrılması və kimyəvi saxlama kimi qabaqcıl texnoloji tətbiqlər üçün xüsusi materialların yaradılmasına yeni metodologiya təqdim edir.
MOF şüşələri nədir və hansı problemi həll edir?
MOF-lar üzvi molekullarla birləşən metal atomlarından ibarət strukturlardır və CO₂, hidrogen, eləcə də suyu effektiv şəkildə tutmaq qabiliyyətinə malikdir. Ən məşhur nümunələrdən biri olan ZIF-62 məsaməliyini qoruyaraq şüşə halına gələ bilən materialdır. Lakin Birmingem Universitetinin nümayəndəsi doktor Dominik Kubitskinin sözlərinə görə, bu şüşələr yalnız 300 dərəcə Selsidən yuxarı, yəni parçalanma həddinə yaxın temperaturda yumşalır. Bu amil indiyə qədər istehsal prosesini çətinləşdirir və materialın geniş miqyasda istifadəsini məhdudlaşdırırdı.
Qədim prinsip müasir texnologiyada necə işləyir?
Tədqiqatçılar aşkar ediblər ki, şüşəyə natrium və ya litium ehtiva edən kiçik kimyəvi birləşmələrin əlavə edilməsi onun strukturunu və davranışını əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Bu kimyəvi maddələr şüşənin yumşalma temperaturunu aşağı salır və qızdırılma zamanı axıcılığını artıraraq istehsalı xeyli asanlaşdırır. Dortmund Texniki Universitetinin professoru Sebastyan Henke qeyd edib ki, bu yanaşma adi silikat şüşələrinin modifikasiyası üsulundan ilhamlanıb. Eyni prinsipin hibrid metal-üzvi şüşələrə tətbiqi onları real istehsala və sənaye istifadəsinə daha da yaxınlaşdırır.
Tədqiqatda süni intellektin rolu
Natrium əlavələrinin şüşənin daxili strukturunu necə dəyişdiyini anlamaq üçün qabaqcıl xarakterizasiya metodları tələb olunub. Doktor Dominik Kubitski və doktor Bencamin Qallantın rəhbərliyi ilə Böyük Britaniya Yüksək Sahəli Bərk Hal NMR Obyektində nüvə maqnit rezonansı spektroskopiyası sınaqları keçirilib. Eyni zamanda, professor Endryu Morris və doktor Mario Onqkiko mürəkkəb məlumatları şərh etmək üçün süni intellektə əsaslanan hesablama modelləşdirməsindən istifadə ediblər. Maşın öyrənməsi vasitəsilə aparılan bu modelləşdirmə eksperimental müşahidələri təsdiqləyərək prosesin dəqiq mexanizmini üzə çıxarıb.
Gələcək perspektivlər və sənaye tətbiqləri
Həm eksperimental, həm də hesablama məlumatları göstərib ki, natrium sadəcə boşluqları doldurmur, bəzi sink atomlarının yerini tutaraq strukturu ehtiyatla zəiflədir. Alimlər artıq bu şüşələrin xüsusiyyətlərini necə effektiv şəkildə tənzimləməyi bildikləri üçün tədqiqatın növbəti mərhələsinə keçməyi planlaşdırırlar. Yeni hədəf materialların daha stabil hala gətirilməsi, onların davranışının daha yaxşı proqnozlaşdırılması və real texnologiyalarda faydalılığının yoxlanılması üçün əlavə sınaqların keçirilməsidir. Bu inkişaf qaz ayrılması və qabaqcıl örtüklər sahəsində yeni imkanlar yaradır.
