סיקור מקיף

גבישים נקבוביים ללכידת גזי חממה מכילי פלואור

גזים מכילי פלואור – לרבות אלו המכונים פחמימנים על- או רב-מופלרים [PFCs], נמצאו כבעלי השפעה מרובה על ההתחממות הכלל עולמית. חוקרים הצליחו לפתח לאחרונה חומרים גבישיים חדשניים המסוגלים לספוח באופן בררני את המולקולות של חומרים מכילי פלואור. החוקרים מקווים כי גבישים נקבוביים אלו יוכלו להיות שימושיים לקישור ולשיוב של גזים כאלו

[תרגום מאת ד"ר משה נחמני]

פליטת גזי חממה.  <a href="https://depositphotos.com. ">איור: depositphotos.com</a>
פליטת גזי חממה. איור: depositphotos.com

פליטות של גזי חממה תורמות באופן משמעותי להתחממות הכלל עולמית. פליטות אלו כוללות לא רק פחמן דו-חמצני אלא גם גזים מכילי פלואור, כולל פחמימנים על- ורב-מופלרים [PFCs]. חוקרים מאוניברסיטת היידלברג הצליחו לפתח לאחרונה חומרים גבישיים חדשים המסוגלים לספח באופן בררני את המולקולות של גזים אלו.

פחמימנים רב-מופלרים הם תרכובות אורגניות באורכים משתנים שבהם אטומי מימן של אלקאנים הוחלפו באופן מלא או חלקי על ידי אטומי פלואור. אטומים אלו של פלואור הקשורים לאטומי הפחמן יציבים מאוד מבחינה כימית. תרכובות אלו אינן נפוצות בטבע, והן משמשות בעיקר עבור תהליכי איכול כימי בתעשיית המוליכים למחצה, בניתוחי עיניים, ובאבחון רפואי בתור חומרי הגברת ניגודיות לבדיקות על-קוליות שונות.

"בניגוד לפחמן דו-חמצני, המשולב בתוך מחזורי החומרים בטבע, פחמימנים רב-מופלרים מצטברים באטמוספירה ונותרים שם למשך אלפי שנים לפני שהם מתפרקים מבחינה כימית", מסביר החוקר הראשי. בניגוד לפחמן דו-חמצני, פחמימנים רב-מופלרים הם בעלי השפעה מוגברת על ההתחממות העולמית – ההשפעה של תרכובת אחת כזו שווה להשפעה של בין חמשת אלפים לבין עשרת אלפים תרכובות של פחמן דו-חמצני. בהתאם לדברי חוקרים, עובדה זו הופכת את החומרים הללו לבעיה קבועה שלא רק תורמת להתחממות העולמית כעת אלא גם מאיצה אותה. 

החוקרים הצליחו לפתח סוג חדש של חומר גבישי המסוגל לספוח את התרכובות הללו באופן בררני ביותר, כלומר להיקשר אליהן בצדן הפנימי. הגבישים הנקבוביים מבוססים על מבנה כימי יציב של תרכובות בצורת כלוב הנושאות עליהן שרשראות צד המכילות אטומי פלואור. שרשראות צד אלו מגיבות בהתאם לעיקרון הכימי המוכר של "דומים נמשכים לדומים" במסגרת יחסי הגומלין שבין אטומי פלואור אלו לאטומי הפלואור שעל הפחמימנים הרב-מופלרים, מה שמבטיח את השקיעה שלהם על גבי המשטח הפנימי של החומר. במסגרת הניסויים שלהם, קבוצת המחקר הוכיחה כי הגבישים שפותחו נקשרים לגזים מסוימים מכילי-פלואור כגון אוקטאפלואורופרופאן או אוקטאפלואורוציקלובוטאן פי אלפיים עד ארבעת אלפים חזק יותר מהחומר די-חנקן (dinitrogen), הרכיב העיקרי שבאוויר.

כרגע, קבוצת המחקר בוחנת את האפשרות להגביר עוד יותר את הבררנות של הגבישים החדשניים ולהעביר את התהליך לגזים מופלרים אחרים, כגון אלו המשמשים בהרדמה רפואית. "אני רואה פוטנציאל כביר בפיתוח תחום זה," מדגיש החוקר הראשי. הוא מקווה כי החומר הסופח החדשני יוכל לשמש לשיוב של פחמימנים רב-מוכלרים בנקודת השימוש עצמה.

המאמר המתאר את החומר החדש

עוד בנושא באתר הידען:

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן