دوشنبه 03  اردیبهشت 1397
تاریخ انتشار : 28 اسفند 1396 - 08:54:52
پالس های لیزری Ultrashort باعث واکنش گاز گلخانه ای می شوند.

پایگاه خبری – تحلیلی- این یک رویای طولانی است: حذف دی اکسید کربن بی اثر گازهای گلخانه ای از جو و استفاده از آن به عنوان مواد اولیه برای صنایع شیمیایی. این پیامد می تواند دو مشکل عمده تغییرات اقلیمی و کاهش وابستگی به نفت را حل کند.

 

پالس های لیزری Ultrashort باعث واکنش گاز گلخانه ای می شوند.

فیزیک- شیمی دانان در حال ایجاد مشارکت قابل توجهی در این دیدگاه هستند. آن ها روش جدیدی را برای ایجاد فرم بسیار واکنشی دی اکسید کربن با کمک پالس های لیزری کشف کرده اند.

نتایج به صورت آنلاین در اینترنت منتشر شده و به زودی در نسخه چاپی مجله "Angewandte Chemie" ارائه خواهد شد.

هر روز طبیعت انسان ها را به چگونگی ترکیب دی اکسید کربن از هوا و تبدیل آن به مواد خام مورد نیاز نشان می دهد. گیاهان فتوسنتز را با برگ های سبز خود هنگامی که در معرض نور قرار دارند نشان می دهند. اکسیژن و انرژی و مواد مغذی (قند) مورد نیاز از دی اکسید کربن و آب با کمک نور خورشید ایجاد می شود.

پروفسور دکتر پیتر وورینگر از موسسه شیمی فیزیکی و نظری دانشگاه بون می گوید: دانشمندان تلاش کرده اند تا این مدل را به مدت طولانی الگوبرداری کنند که آیا می توان برای نمونه از دی اکسید کربن برای صنایع شیمیایی بهره برد. سختی این امر در پیاده سازی، این است که دی اکسید کربن  به سختی با مولکول های دیگر ترکیب می شود.

 

فیزیک شیمیدان ها اکنون روش جدیدی برای تولید یک واکنش بسیار واکنش پذیر از گازهای گلخانه ای بی اثر و سخت را کشف کرده است.  محققان از یک کمپلکس آهن استفاده کرده اند: مرکز حاوی اتم آهن که به آن جز اصلی دی اکسید کربن چند بار شارژ شده است. دانشمندان به دنبال پالس های لیزر نور ماوراء بنفش در این کمپلکس آهن بودند که موجب شکست باند مرکزی شد. محصول حاصل شده به اصطلاح رادیکال دی اکسید کربن است و همچنین باند جدید(bonds ) را با یک رادیکال خاص تشکیل می دهد.

 

چنین رادیکال ها یک الکترون تک در پوسته بیرونی دارند که مکررا می خواهد به مولکول یا اتم دیگری متصل شود. استیفن اشتروب توضیح می دهد: این  الکترون ناپایدار، باند آنیون رادیکال واکنش پذیر ما را به اتم آهن مرکزی که در دی اکسید کربن ساکن است متصل می کند و آن را برای پروسه های شیمیایی امیدوار می کند.

 

 

طیف سنج مولکول ها را در محل نشان می دهد

دانشمندان با استفاده از طیف سنج لیزری و مادون قرمز، مولکول ها را در جایگاهشان رویت می کنند. اسپکترومتر ارتعاشات مشخصی از مولکول ها را اندازه می گیرد و این اثر "اثر انگشت" به آنها اجازه می دهد تا پیوندهای بین اتم های مختلف را شناسایی کنند. Straub توضیح می دهد: شکل گیری رادیکال دی اکسید کربن در کمپلکس آهن، پیوندهای بین اتم ها را تغییر می دهد که فرکانس ارتعاش دی اکسید کربن را کاهش می دهد .

 

دانشمندان توانستند ثابت کنند که پالس های لیزری واقعا رادیکال دی اکسید کربن واکنشی را تولید می کنند. در ابتدا تیم ارتعاش مولکول ها را بر روی کامپیوتر شبیه سازی کرد و سپس محاسبات را برای سنجش مقایسه کرد. نتیجه شبیه سازی و آزمایش واقعا یک بازی عالی بود. اسپکترومتر مانند یک تصویر متحرک مولکولی، "تصویرهای لحظه ای " را در تفکیک زمانی غیرمعمول در یک میلیاردم ثانیه بدست آورد. بر اساس طیف هایی که به تصاویر فردی یک فیلم متصل می شوند، می توان آن را در حرکت آهسته نشان داد. چگونه کمپلکس آهن شکسته و در نهایت رادیکال شکل گرفته می شود.

دانشمندان  می گویند: "یافته های ما پتانسیل تغییر اساسی در مورد چگونگی استخراج دی اکسید کربن گازهای گلخانه ای از جو و استفاده از آن برای تولید محصولات مهم شیمیایی است." با این حال، کاتالیزورهای مناسب برای تولید صنعتی باید توسعه پیدا کنند زیرا پالس های لیزری برای تبدیل در مقیاس بزرگ کارایی ندارند. "با این وجود، نتایج ما نشان می دهد که چطور یک کاتالیزور باید طراحی شود".

این تحقیق که توسط Universität Bonn  انجام گرفته است  در ۱۵ مارس ۲۰۱۸ در ساینس دیلی منتشر شد.

 

 

 

 

 


کد خبر : 47137281296
نظر خود را ارسال نمائید

نام :
آدرس ایمیل :
نظر * :
كد امنیتی : *
 
اگر تصویر ناخواناست را کلیک کنید (اینجا)