Πρωτοποριακή μεμβράνη δεσμεύει τα αέρια του θερμοκηπίου, αφήνει το οξυγόνο

Μια μεμβράνη που μπορεί να αφαιρέσει τους ρύπους που ευθύνονται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου από την ατμόσφαιρα ανέπτυξαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Κυότο στην Ιαπωνία.

Στη μεμβράνη με την ονομασία PIM-1 ενσωματώνεται ένα δίκτυο καναλιών και κοιλοτήτων με διάμετρο, ή κοινώς “μάτι”, μικρότερο από δύο νανόμετρα, το οποίο μπορεί να παγιδεύει τα επιβλαβή αέρια αφού αυτά εισέλθουν στη μεμβράνη.

«Το μόνο πρόβλημα είναι ότι οι εγγενείς τους ιδιότητες τις καθιστούν ιδιαίτερα εύθραυστες, με αποτέλεσμα το εύρος επιλεκτικότητας της μεμβράνης, δηλαδή η ικανότητά τους να δεσμεύουν CO2, να είναι περιορισμένο»,  επισημαίνει ο Κιλέι Σονγκ, συνεργάτης της επιστημονικής ομάδας από το Πανεπιστήμιο του Καίμπριτζ.

Θερμαίνοντας τη μεμβράνη PIM-1 σε θερμοκρασίες που κυμαίνονταν μεταξύ 120 και 450 βαθμών Κελσίου, σε μία διαδικασία που ονομάζεται θερμική οξείδωση, οι επιστήμονες επιχείρησαν να αυξήσουν την αντοχή τους, αλλά και την ικανότητά τους να δεσμεύουν το διοξείδιο του άνθρακα.

«Το οξυγόνο, κάτω από υψηλές θερμοκρασίες, αντιδρά χημικά με την PIM-1 και ενισχύει την αντοχή του δικτύου καναλιών, ενώ ταυτόχρονα ελέγχει τα ανοίγματα των κοιλοτήτων, οδηγώντας σε αύξηση της επιλεκτικότητας της μεμβράνης», δήλωσε ο Σονγκ.

Η τελική εκδοχή της μεμβράνης προέκυψε δύο φορές πιο επιλεκτική όσον αφορά το διοξείδιο του άνθρακα, ενώ επιτρέπει τη διέλευση του αέρα 100 φορές πιο γρήγορα σε σχέση με άλλα εμπορικά διαθέσιμα πολυμερή.

Η PIM-1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλες εφαρμογές, όπως για τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται από τα ορυκτά καύσιμα, για την παραγωγή αερίου υδρογόνου και για τον εμπλουτισμό του οξυγόνου στον αέρα προκειμένου να γίνονται πιο αποδοτικοί οι κινητήρες καύσεως.

Απορροφούν την μεγάλου μήκους κύματος γήινη ακτινοβολία και επανεκπέμπουν θερμική ακτινοβολία θερμαίνοντας την επιφάνεια. Ορισμένα αέρια, όπως το όζον, έχουν ημιδιαφάνεια και στην ηλιακή ακτινοβολία, με αποτέλεσμα να απορροφούν ένα μέρος της, συμβάλλοντας ως ένα βαθμό και στην ψύξη της γήινης επιφάνειας.

Τα βασικά αέρια θερμοκηπίου είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, το υποξείδιο του αζώτου και το όζον.

Η μεμβράνη παρουσιάζεται στην επιθεώρηση Nature Communications.

econews