Sự không tương thích khoa học mở khóa vật liệu thu giữ carbon có thể mở rộng quy mô

Các nhà nghiên cứu đang điều tra các vật liệu thu giữ carbon đã biến một sự không khớp bất ngờ giữa các mô phỏng tính toán và các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm thành một bước đột phá trong việc loại bỏ carbon dioxide quy mô lớn. Nghiên cứu do nhóm của Giáo sư Laura Gagliardi tại Đại học Chicago dẫn đầu cùng các nhà thực nghiệm bao gồm nhà khoa học đoạt giải Nobel Omar Yaghi tại UC Berkeley, tập trung vào Khung Hữu Cơ Liên Kết (COFs), các vật liệu tinh thể xốp được thiết kế để giữ CO2 từ không khí. Trong khi các mô phỏng dự đoán hiệu suất mạnh mẽ, kết quả thực nghiệm lại cho thấy hiệu quả giảm sút. Qua kiểm tra kỹ hơn, nhóm phát hiện ra rằng các phân tử nước còn sót lại bị giữ lại trong các lỗ xốp của COF mặc dù đã cố gắng làm khô hoàn toàn vật liệu, gây tắc nghẽn các vị trí thu giữ carbon và làm giảm hiệu suất. Hiểu biết này đã dẫn đến một đổi mới thiết kế then chốt: kỹ thuật hóa các lỗ xốp của COF trở nên kỵ nước, do đó đẩy lùi nước và ngăn chặn sự tắc nghẽn vị trí. Điều chỉnh này nâng cao khả năng thu giữ carbon hiệu quả của vật liệu và tránh các phản ứng phụ không mong muốn. Ngoài ra, nghiên cứu còn làm rõ rằng những bất thường về cấu trúc quan sát được trong vật liệu, như sự cong vênh và co rút mạng tinh thể, là các đặc tính vốn có chứ không phải là khuyết điểm.