نانوقفس‌هایی برای جذب گازهای گلخانه‌ای

مسعود میرزائی شهرابی، دانشیار گروه شیمی دانشگاه فردوسی مشهد، چارچوب‌های فلز- آلی (Metal-Organic Frameworks) یا MOFs  را از مهمترین مواد برای جداسازی و ذخیره‌سازی گاز دی‌اکسید کربن (CO2) در دنیا دانست و گفت: با توجه به اهمیت تحقیقات در این زمینه، در این طرح نانو ذراتی با چارچوب فلز آلی بر پایه‌ هسته‌ مس تهیه شد و کارایی آن در مهار گاز CO2 مورد ارزیابی قرار گرفت.

وی سنتز این چارچوب فلز آلی را با استفاده از روش `صوت شیمی` دانست که به افتخار دانشگاه فردوسی مشهد MFUM-1(Cu)، Materials from Ferdowsi University of Mashhad نام‌گذاری و در پایگاه معتبر کمبریج CSD ثبت شده‌ است.

میرزائی خاطر نشان کرد: مطالعات ما نشان‌دهنده‌ عملکرد چشمگیر (MFUM-1Cu) در زمینه‌ جذب گاز CO2 از مخلوط‌های گازی بوده است؛ به گونه‌ای که می‌توان عملکرد آن‌ را با سایر ترکیب‌های مشابه، رقابت‌پذیر دانست. با توجه به این مساله و نیاز مبرم صنایع کشور به نوسازی، از این ترکیب می‌توان برای حذف گازهای آلاینده‌ خروجی صنایع مختلف به‌ویژه گاز CO2 استفاده کرد.

وی در این باره توضیح داد: میزان انتخاب‌گری گاز CO2 نسبت به N2 (نیتروژن) برای (MFUM-1Cu) در مقایسه با برخی از MOFهای شناخته شده مانند MOF-199 تا 74 برابر بهبود از خود نشان داده‌ است. همچنین (MFUM-1Cu) به دلیل حضور فلز مس و لیگاند آزید، خواص مغناطیسی نیز از خود نشان می‌دهد که حوزه‌های کاربردش را گسترده‌تر می‌کند.

به گفته‌ این محقق، در این پژوهش به منظور بررسی صحت و اصالت نتایج به‌دست آمده، از طیف متنوعی از روش‌ها مانند آزمون معتبر کریستالوگرافی در کنار شبیه‌سازی‌های کامپیوتری استفاده شده‌ است.

میرزائی در خصوص امکان تولید انبوه و صنعتی این نانوساختار عنوان کرد: در حال حاضر نمونه‌های اولیه از (MFUM-1Cu) در مقیاس آزمایشگاهی و به‌ منظور ثبت شرکت دانش‌بنیان در دست تهیه قرار دارند. با توجه به نقش شرکت‌های دانش‌بنیان به‌عنوان حد واسط‌های مهم و تاثیرگذار بین صنعت و دانشگاه و همچنین به منظور دستیابی به تولید انبوه این نمونه و نمونه‌های بهینه‌شده‌ آن در آینده، انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه ضروری به نظر می‌رسد.

این پروژه به همت اعظم حسن‌پور دانشجوی دکتری شیمی معدنی، دکتر مسعود میرزائی شهرابی و دکتر حسین اشتیاق حسینی از اعضای هیات علمی دانشگاه فردوسی مشهد و دکتر مهدی نیک‌نام شاهرک عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی قوچان و همچنین، محققی از کشور لهستان اجرایی شده‌ و نتایج آن در مجله‌ Dalton Transactions با ضریب تاثیر 4 099 منتشر شده‌ است.

پس از ثبت نانوساختارهای متخلخل با نام TMU در دانشگاه تربیت مدرس، این دومین چارچوب فلز-آلی نانوساختاری است که به نام ایران در پایگاه معتبر کمبریج CSD ثبت شده‌است.