নিউজওয়াইজ – অর্থনীতির জ্বালানি হিসেবে কার্বন-ভিত্তিক জ্বালানির ক্রমবর্ধমান চাহিদা বাতাসে কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) এর পরিমাণ বৃদ্ধি করে চলেছে। যদিও CO2 নির্গমন কমানোর প্রচেষ্টা চলছে, তবুও এটি বায়ুমণ্ডলে ইতিমধ্যেই থাকা গ্যাসের ক্ষতিকারক প্রভাব কমাতে পারে না। তাই গবেষকরা বায়ুমণ্ডলীয় CO2 কে ফর্মিক অ্যাসিড (HCOOH) এবং মিথানলের মতো মূল্যবান পদার্থে রূপান্তরিত করে ব্যবহারের সৃজনশীল উপায় বের করেছেন। দৃশ্যমান আলোকে অনুঘটক হিসেবে ব্যবহার করে ফটোক্যাটালিস্ট ব্যবহার করে CO2 এর আলোক হ্রাস এই ধরনের রূপান্তরের একটি জনপ্রিয় পদ্ধতি।
৮ মে, ২০২৩ তারিখে Angewandte Chemie-এর আন্তর্জাতিক সংস্করণে প্রকাশিত সর্বশেষ সাফল্যের মধ্যে, টোকিও ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির অধ্যাপক কাজুহিকো মায়েদা এবং তার গবেষণা দল উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি অর্জন করেছে। তারা সফলভাবে একটি টিন (Sn) ধাতু-জৈব কাঠামো (MOF) তৈরি করেছে যা CO2-এর নির্বাচনী আলোক হ্রাসকে উৎসাহিত করে। সম্প্রতি প্রবর্তিত MOF-এর নামকরণ করা হয়েছে KGF-10 এবং এর রাসায়নিক সূত্র হল [SnII2(H3ttc)2.MeOH]n (H3ttc: ট্রাইথিওসায়ানুরিক অ্যাসিড, MeOH: মিথানল)। দৃশ্যমান আলো ব্যবহার করে, KGF-10 কার্যকরভাবে CO2-কে ফর্মিক অ্যাসিডে (HCOOH) রূপান্তরিত করে। অধ্যাপক মায়েদা ব্যাখ্যা করেছেন, "আজ অবধি, বিরল এবং মহৎ ধাতুর উপর ভিত্তি করে CO2 হ্রাসের জন্য অনেক অত্যন্ত দক্ষ আলোক অনুঘটক তৈরি করা হয়েছে। তবে, বিপুল সংখ্যক ধাতুর সমন্বয়ে গঠিত একটি একক আণবিক ইউনিটে আলো-শোষণকারী এবং অনুঘটকীয় ফাংশনগুলিকে একীভূত করা একটি চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে।" সুতরাং, Sn এই দুটি বাধা অতিক্রম করার জন্য একটি আদর্শ প্রার্থী হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে।"
ধাতু এবং জৈব পদার্থের সুবিধাগুলিকে একত্রিত করে এমন MOFগুলিকে বিরল আর্থ ধাতুর উপর ভিত্তি করে ঐতিহ্যবাহী ফটোক্যাটালিস্টের একটি সবুজ বিকল্প হিসেবে অন্বেষণ করা হচ্ছে। ফটোক্যাটালিস্ট প্রক্রিয়ায় অনুঘটক এবং আলোক শোষক হিসেবে দ্বৈত ভূমিকার জন্য পরিচিত Sn, MOF-ভিত্তিক ফটোক্যাটালিস্টদের জন্য সম্ভাব্যভাবে একটি কার্যকর বিকল্প হতে পারে। যদিও জিরকোনিয়াম, লোহা এবং সীসা দিয়ে তৈরি MOFগুলি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে, Sn-ভিত্তিক MOF সম্পর্কে ধারণা এখনও সীমিত। ফটোক্যাটালাইজেশনের ক্ষেত্রে Sn-ভিত্তিক MOFগুলির সম্ভাবনা এবং সম্ভাব্য প্রয়োগগুলি সম্পূর্ণরূপে অন্বেষণ করার জন্য আরও অধ্যয়ন এবং অধ্যয়ন প্রয়োজন।
টিন-ভিত্তিক MOF KGF-10 সংশ্লেষণের জন্য, গবেষকরা H3ttc (ট্রাইথিওসায়ানুরিক অ্যাসিড), MeOH (মিথানল) এবং টিন ক্লোরাইডকে প্রাথমিক উপাদান হিসেবে ব্যবহার করেছিলেন। তারা ইলেকট্রন দাতা এবং হাইড্রোজেন উৎস হিসেবে 1,3-ডাইমিথাইল-2-ফিনাইল-2,3-ডাইহাইড্রো-1H-বেনজো[d]ইমিডাজল বেছে নিয়েছিলেন। সংশ্লেষণের পর, প্রাপ্ত KGF-10 বিভিন্ন বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতির শিকার হয়েছিল। এই পরীক্ষাগুলি দেখিয়েছে যে উপাদানটির 2.5 eV ব্যান্ড গ্যাপ সহ একটি মাঝারি CO2 শোষণ ক্ষমতা এবং দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসরে কার্যকর শোষণ রয়েছে।
নতুন উপাদানের ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে জ্ঞান রেখে, বিজ্ঞানীরা দৃশ্যমান আলোর মাধ্যমে কার্বন ডাই অক্সাইড হ্রাসকে অনুঘটক করার জন্য এটি ব্যবহার করেছেন। উল্লেখযোগ্যভাবে, গবেষকরা দেখেছেন যে KGF-10 কোনও সহায়ক আলোক সংবেদনশীলতা বা অনুঘটক ছাড়াই 99% পর্যন্ত নির্বাচনীতার সাথে CO2 গঠন (HCOO-) রূপান্তর অর্জন করে। এছাড়াও, KGF-10 একটি অভূতপূর্ব উচ্চ আপাত কোয়ান্টাম ফলন প্রদর্শন করেছে - ফোটন ব্যবহারের দক্ষতার একটি পরিমাপ - যা 400 nm এ 9.8% মান পৌঁছেছে। উল্লেখযোগ্যভাবে, আলোক অনুঘটক বিক্রিয়ার সময় সম্পাদিত কাঠামোগত বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে KGF-10 হ্রাস প্রক্রিয়ায় সহায়তা করার জন্য একটি কাঠামোগত পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়।
এই যুগান্তকারী গবেষণাটি একটি উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন টিন-ভিত্তিক ফটোক্যাটালিস্ট KGF-10 উপস্থাপন করে যেখানে দৃশ্যমান আলো দ্বারা CO2 হ্রাস করার জন্য একমুখী অনুঘটক হিসাবে মহৎ ধাতুর প্রয়োজন নেই। এই গবেষণায় প্রদর্শিত KGF-10 এর উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্যগুলি সৌর CO2 হ্রাস সহ বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ফটোক্যাটালিস্ট হিসাবে এর ব্যবহারকে বিপ্লব করতে পারে। অধ্যাপক মায়েদা উপসংহারে বলেন: "আমাদের ফলাফলগুলি ইঙ্গিত দেয় যে MOFs পৃথিবীতে পাওয়া অ-বিষাক্ত, সাশ্রয়ী এবং প্রচুর পরিমাণে ধাতু ব্যবহারের মাধ্যমে উচ্চতর ফটোক্যাটাল্যাটিক ক্ষমতা বিকাশের জন্য একটি প্ল্যাটফর্ম হিসাবে কাজ করতে পারে, যা প্রায়শই আণবিক ধাতব জটিল। অপ্রাপ্য।" এই আবিষ্কার নতুন সম্ভাবনার দ্বার উন্মোচন করে। ফটোক্যাটালাইজেশনের ক্ষেত্রে দিগন্ত এবং পৃথিবীর সম্পদের টেকসই এবং দক্ষ ব্যবহারের পথ প্রশস্ত করে।
নিউজওয়াইজ সাংবাদিকদের ব্রেকিং নিউজের অ্যাক্সেস এবং বিশ্ববিদ্যালয়, প্রতিষ্ঠান এবং সাংবাদিকদের তাদের দর্শকদের কাছে ব্রেকিং নিউজ বিতরণের জন্য একটি প্ল্যাটফর্ম প্রদান করে।