Вчені з Університету Райса створили спосіб уловлювання вуглекислого газу за допомогою енергоефективного процесу, що потенційно масштабується, який також робить деревину більш міцним матеріалом для використання в будівництві. Результати дослідження були опубліковані в Cell Reports Physical Science.
Вчений-матеріалознавець Мухаммад Рахман та його співробітники знайшли спосіб включати молекули кристалічного пористого матеріалу, що вловлює вуглекислий газ, в деревину.
«Дерево — це стійкий конструкційний матеріал, який ми відновлюємо, 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 міцність деревині, спочатку очищається за допомогою процесу, відомого як делігніфікація.
Читайте також: Вчені створили прозору деревину, яка міцніша та легша за скло
«Деревина складається з трьох основних компонентів: целюлози, геміцелюлози та лігніну, – каже Рахман. – Лігнін – це те, що надає деревині колір, тому, коли ви видаляєте лігнін, деревина стає безбарвною. Видалення лігніну – досить простий процес, що включає двоступінчасту 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 каркасу, або МОФ, відомого як каркас Калгарі 20 (CALF-20). МОФ являють собою сорбуючі матеріали з великою площею поверхні, що використовуються через їхню здатність адсорбувати молекули вуглекислого газу у свої пори. «Частини МОФ легко включаються до целюлозних каналів і прикріплюються до них за допомогою сприятливих поверхневих взаємодій», — сказав Сум’ябрата Рой, науковий співробітник Райса та провідний автор дослідження.
МОФ є одними з декількох технологій вловлювання вуглецю, що зароджуються, розроблених для вирішення проблеми антропогенної зміни клімату. «В даний час немає стійкого біорозкладного субстрату для використання матеріалів, що поглинають вуглекислий газ, — сказав Рахман. — Наша деревина, посилена МОФ, є адаптованою опорною платформою для використання сорбенту в різних додатках з вуглекислим газом».