Recept iz labosa za materijale visokih performansi po mjeri prirode
Znanstvenici su razvili novu metodu za čišću i učinkovitiju kontrolu unutarnje građe materijala, s potencijalnim primjenama u hvatanju CO₂, razvoju čišćih goriva i zelenijoj kemijskoj industriji.
Porozni materijali djeluju poput iznimno preciznih filtara te su važni za hvatanje CO₂, pročišćavanje goriva i razdvajanje industrijski vrijednih kemikalija, a znanstvenici su sada razvili čišću i učinkovitiju metodu kojom se njihova unutarnja struktura može ciljano oblikovati uz samo nekoliko kapi tekućine.
Međunarodni tim znanstvenika predvođen dr. sc. Ivanom Brekalo s Instituta Ruđer Bošković pokazao je da se takvi materijali mogu proizvoditi jednostavnije, mljevenjem praškastih sastojaka uz dodatak samo nekoliko kapi odabrane tekućine.
Naime, u klasičnim kemijskim postupcima reakcije se često odvijaju s velikim količinama otapala, koja zatim treba zagrijavati, odvajati, pročišćavati ili zbrinuti kao otpad. Mljevenjem se sastojci pokreću i povezuju mehaničkom energijom, pa je potrebno znatno manje tekućine i energije.
Istraživački tim razvio je novu metodu kojom se tijekom mljevenja čestice se sudaraju, lome i ponovno povezuju, a dodana tekućina usmjerava način na koji će se atomi rasporediti u završnom materijalu. Time se smanjuje potreba za velikim količinama otapala, zagrijavanjem i dugotrajnim nizom pokušaja, pa razvoj novih materijala može postati brži, jeftiniji i manje opterećujući za okoliš.
Strukture su analizirane rendgenskim metodama u Hrvatskoj i nacionalnom laboratoriju u Sjedinjenim Američkim Državama, dok su računalne simulacije provedene na superračunalima u Hrvatskoj, Ujedinjenom Kraljevstvu, Poljskoj i Kanadi.
Rezultati otvaraju mogućnost razvoja svojevrsne „kuharice" za materijale: za željeno svojstvo odabire se odgovarajuća struktura, a zatim i tekućina koja će usmjeriti njezin nastanak.
Potencijalne primjene uključuju učinkovitije materijale za hvatanje CO₂, otpornije industrijske filtre, čišća goriva i dugotrajnije katalizatore. Metoda pritom omogućuje smanjenje količine otpada, potrošnje otapala i energije potrebne za proizvodnju.
Istraživanje povezuje znanstvenike s Instituta Ruđer Bošković, Sveučilišta Georgetown, Sveučilišta u Varšavi, Sveučilišta McGill i Sveučilišta u Birminghamu.
Novi komentar