"Агаараас ус цуглуулах" -аас "Нүүрстөрөгчийг барих" хүртэл:
Нобелийн шагнал нь карбонжуулсан меламин хөөсний ирээдүйг илчилсэн юм
— SINOYQX материаллаг шинжлэх ухааны тогтвортой хил хязгаарыг судалдаг
- Нобелийн урам зориг: Материалын шинжлэх ухаан нөөцийн ашиглалтыг хэрхэн өөрчилдөг вэ?
2025 оны 10-р сард Шведийн Хааны Шинжлэх Ухааны Академи химийн салбарын Нобелийн шагналыг Сусуму Китагава (Япон) , Ричард Робсон (Австрали) , Омар Яги (АНУ) нарт олгосон.
Тэдний "молекулын хөвөн" гэгддэг Металл-Органик Хүрээ (MOF) дээр хийсэн анхдагч ажил нь хүн төрөлхтөнд маш хуурай агаараас ундны ус цуглуулж, агаар мандлын CO₂-г үр дүнтэйгээр барих боломжийг олгосон.
MOF-ийн өвөрмөц хүч нь тэдгээрийн тохируулгатай нано нүх сүвтэй бүтцэд оршдог бөгөөд энэ нь эрдэмтдэд нүх сүвний хэмжээ болон химийн хэсгүүдийг нарийн хянах, хий, усны молекул эсвэл бусад зорилтот зүйлийг сонгон шингээх боломжийг олгодог.
Сангийн яам нь агаарын нөөцийг ашиглах шинэ эрин үеийг нээж , гол хэрэглээнд нь дараахь зүйлс багтсан болно.
- 🌫️ Нүүрстөрөгчийг саармагжуулах санаачилгад зориулж CO₂-г авах;
- 💧 Цөлийн агаараас ус цуглуулж цэвэр ус гаргах;
- 🧪 Аюулгүй үйлдвэрлэл явуулахын тулд үйлдвэрлэлийн хорт хийг битүүмжлэх, ялгах;
- 🔋 Эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлж, ялгаруулалтыг бууруулна.
Энэхүү шинжлэх ухааны чухал үе шат нь хүн төрөлхтөн агаар нь өөрөө тогтвортой нөөц болох ирээдүй рүү шилжиж байгааг харуулж байна.
- Нүүрстөрөгчжүүлсэн меламин хөөс: "Молекул хөвөн" -ээс "Нүүрстөрөгчийн хөвөн" хүртэл
MOF технологи нь шинжлэх ухааны судалгааг өөрчилж байгаа тул SINOYQX нь өөр материалын арга барил болох нүүрстөрөгчжүүлсэн меламин хөөс (CMF) -ээр дамжуулан инженерийн хэрэгжилтээ анхлан эхлүүлж байна.
Меламин хөөс нь инертийн агаар мандалд (~800°C) нүүрстөрөгчжихэд хөнгөн боловч бат бөх азотоор баяжуулсан сүвэрхэг нүүрстөрөгчийн сүлжээ болж хувирдаг бөгөөд дараах шинж чанартай байдаг:
- Гадаргуугийн маш өндөр талбай (800–2000 м²/г);
- Нүхний шаталсан систем (микро, мезо, макро нүх);
- Маш сайн фототермал шингээлт ба дамжуулалт;
- Химийн идэвхгүй байдал ба механик уян хатан байдал.
Энэхүү "нүүрстөрөгчийн хөвөн" нь усны уурыг шингээж, CO₂-г үр дүнтэй барьж авахаас гадна MOF түвшний шинжлэх ухааны нарийвчлал болон үйлдвэрлэлийн хэмжээний хэрэглээний боломжийн хоорондох зөрүүг арилгадаг.
- Хос функц: "Агаараас ус" ба "Нүүрстөрөгчийг барих"
1️ ⃣ Агаараас ус руу (AWH) системүүд
Нүүрсжүүлсэн хөөсний гадаргууг бүрэх замаар гидрофиль нано давхарга (Жишээ нь, Zr-MOFs, графены исэл) материал нь чийгшил багатай орчинд ч атмосферийн чийгийг шингээж чаддаг.
Өдрийн цагаар нарны гэрэл нь хөөсийг халааж, дараа нь шингэн ус болж өтгөрдөг уур ялгаруулдаг.
Энэхүү адсорбци-ялгаруулалт-конденсацийн мөчлөг нь төвлөрсөн бус, цахилгаангүй ус үйлдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь цөл, арлууд болон алслагдсан бүс нутагт тохиромжтой.
2️ ⃣ CO ₂ Барих ба хадгалах
The азотоор баяжуулсан нүүрстөрөгчийн хүрээ CMF нь CO₂ шингээх туйлын идэвхтэй цэгүүдийг хангадаг.
Судалгаанаас харахад шингээх чадвар нь хүртэл байдаг 5.4 ммоль/г (0 хэмд)хамт 500 нөхөн сэргээх мөчлөгийн дараа тогтвортой гүйцэтгэл.
CMF-ийг дараах зорилгоор судалж байна:
- Аж үйлдвэрийн утааны цэвэршүүлэх
- Эрчим хүч хадгалах систем дэх байгаль орчны хяналт
- Дата төвүүд дэх агаарын шүүлтүүр ба нүүрстөрөгчийн менежмент
CMF нь бага эрчим хүчний хэрэглээ, дахин боловсруулах чадвар, дулааны тогтвортой байдлын ачаар ус болон нүүрстөрөгчийг хослуулан хэрэглэхэд өртөг хэмнэлттэй, өргөжүүлэх боломжтой шийдлийг санал болгодог.
- СЯ × CMF: Шинжлэх ухаан инженертэй уулздаг газар
| Гүйцэтгэлийн тал | СЯ (Метал-Органик хүрээ) | CMF (Нүүрсжүүлсэн меламин хөөс) |
| Нүх сүвний хэмжээ | Нанометр (0.3–2 нм) | Микрометр (10-150 мкм) |
| Шингээх механизм | Молекулын түвшний сонгомол байдал | Шаталсан физик + туйлын шингээлт |
| Ус хураах | ✅ Өндөр (лабораторийн хэмжүүр) | ✅ Өндөр (фототермийн тусламжтайгаар) |
| CO₂ авах | ✅ Маш сайн (лабораторийн хэмжүүр) | ✅ Тогтвортой (хэмжих боломжтой) |
| Механик хүч | Эмзэг нунтаг | Хөнгөн жинтэй, шахдаг, боловсруулах боломжтой |
| Инженерийн техник эдийн засгийн үндэслэл | Лабораторийн масштаб | ✅ Олноор үйлдвэрлэх боломжтой, зардал багатай |
| Байгаль орчны хүлцэл | Чийгэнд мэдрэмтгий | ✅ Чийг, халуунд тэсвэртэй, галоген агуулаагүй |
🔹 Дүгнэлт:
СЯ-ууд нь a шинжлэх ухааны нээлт, харин CMF-ууд агуулагддаг аж үйлдвэрийн хэрэгжилт.
ирээдүйн MOF@CMF нийлмэл материалууд Дараа үеийн агаараас ус болон нүүрстөрөгчийг өндөр үр ашигтай, тогтвортой байлгах системийг бий болгохын тулд хоёр давуу талыг нэгтгэх болно.
- SINOYQX-ийн эрхэм зорилго: Тогтвортой ирээдүйн төлөөх хөөс бүр
Хятадын меламин хөөсөнцөр үйлдвэрлэгчдийн нэг болох SINOYQX нь "Материалын инновациар дамжуулан ногоон ирээдүйг урагшлуулах" эрхэм зорилгод үнэнч байдаг .
Галд тэсвэртэй, акустик шингээлт, дулаан тусгаарлалтаас эхлээд карбонжуулсан функциональ материал хүртэл бид хөөс юунд хүрч болох хил хязгаарыг тасралтгүй өргөжүүлдэг.
Нүүрстөрөгчийн судалгаа хийх бидний зорилго нь материалын гүйцэтгэлийг сайжруулахаас илүүтэй байдаг - бид хөөс бүрийг a болгохыг зорьж байна агаарын нөөцийг хувиргах орчин:
агаараас ус цуглуулж, агаараас нүүрстөрөгчийг барьж, тогтвортой хөгжилд грамм тутамд хувь нэмэр оруулах.
- Урагшаа харах: Шинжлэх ухааны нээлтээс аж үйлдвэрийн хувьсгал хүртэл
Нобелийн шагналыг төлөөлдөг шинжлэх ухааны идеал -
гэхдээ SINOYQX-ийн карбонжуулсан меламин хөөс -ийг харуулж байна инженерийн хүч.
Цаашид SINOYQX нь дараахь чиглэлээр хөгжлийг хурдасгахын тулд дэлхийн судалгааны хүрээлэнгүүд болон салбарын түншүүдтэй хамтран ажиллах болно.
- Модульчлагдсан агаараас ус хураах систем (AWH)
- Барилгад суурилуулсан нүүрстөрөгчийг барих хавтан
- Эрчим хүч хадгалах системд зориулсан байгаль орчны хяналтын материал
- Нүүрстөрөгчийн төвийг сахисан материалын экосистем
Turning шинжлэх ухаан үйлдвэрлэл рүүБолон материалыг уусмал болгон -
Энэ бол бидний тогтвортой ирээдүйд хүрэх зам юм.
- SINOYQX Материал судлалын баг
📩 Бидэнтэй холбогдоно уу
SINOYQX
📧 Имэйл: [имэйлээр хамгаалагдсан]
🌐 Вэб хуудас: www.sinoyqx.com
📞 Утас / WeChat: +86-13540702776