Вчені з Університету Райса створили спосіб захоплення вуглекислого газу за допомогою потенційно масштабованого енергоефективного процесу, який також робить деревину більш міцним матеріалом для використання в будівництві. Результати дослідження були опубліковані в Cell Reports Physical Science.
Image by Pexels from Pixabay
Вчений-матеріалознавець Мухаммад Рахман та його співробітники знайшли спосіб включити в деревину молекули кристалічного пористого матеріалу, що захоплює вуглекислий газ.
“Дерево – це стійкий, поновлюваний конструкційний матеріал, який ми вже широко використовуємо”, — сказав Рахман. – Наша інженерна деревина показала більшу міцність, ніж звичайна необроблена деревина».
Для досягнення цієї мети мережа целюлозних волокон, що надає деревині міцність, спочатку очищається за допомогою процесу, відомого як делігніфікація.
“Деревина складається з трьох основних компонентів: целюлози, геміцелюлози та лігніну”, — сказав Рахман. – Лігнін – це те, що надає деревині колір, тому, коли ви видаляєте лігнін, деревина стає безбарвною. Видалення лігніну – досить простий процес, який включає двоступеневу хімічну обробку з використанням екологічно безпечних речовин. Після видалення лігніну ми використовуємо відбілювач або перекис водню для видалення геміцелюлози».
Далі делігніфіковану деревину замочують у розчині, що містить мікрочастинки металоорганічного каркаса, або МОФ, відомого як каркас Калгарі 20 (CALF-20). МОФ – це сорбуючі матеріали з великою площею поверхні, які використовуються для їх здатності адсорбувати молекули вуглекислого газу в пори.
“Частинки МОФ легко включаються в целюлозні канали і прикріплюються до них за допомогою сприятливих поверхневих взаємодій», — сказав Сумьябрата Рой, науковий співробітник Райса і провідний автор дослідження.
МОФ є однією з кількох нових технологій захоплення вуглецю, розроблених для вирішення проблеми антропогенних змін клімату.
“В цей час не існує біорозкладаного стійкого субстрату для використання матеріалів, що поглинають вуглекислий газ”, — сказав Рахман. – Наша деревина, посилена МОФ, являє собою адаптовану опорну платформу для використання сорбенту в різних додатках з вуглекислим газом».
