ذخیره‌ی گاز در نانوتونل‌های متورم شونده!

محققانی از ژاپن راه جدیدی برای ذخیره‌ی گاز یافته‌اند که مبتنی بر محبوس شدن مولکول‌های گاز در تونل‌های بسیار باریک است. ویژگی این تونل‌ها این است که با جذب گاز متورم می‌شوند و همچنین می‌توان خواص آنها را برای ذخیره‌ی گازهای خاص تنظیم کرد.

محققانی از ژاپن راه جدیدی برای ذخیره‌ی گاز یافته‌اند
که مبتنی بر محبوس شدن مولکول‌های گاز در تونل‌های بسیار باریک است. ویژگی
این تونل‌ها این است که با جذب گاز متورم می‌شوند و همچنین می‌توان خواص
آنها را برای ذخیره‌ی گازهای خاص تنظیم کرد.
توشیمازا کاتاگیری از دانشگاه اوکایاما، که هدایت این تیم تحقیقاتی را به
عهده دارد، می‌گوید: ” ذخیره‌ی گاز د رمواد میکروحفره ای، مبتنی بر جذب
فیزیکی (physisorption) است. پدیده‌ی جذب فیزیکی یک نوع جذب سطحی است که به
واسطه‌ی نیروهای ضعیف بین مولکولی موسوم به نیروهای واندروالس انجام
می‌شود. “
اما این روش جدید شامل محبوس شدن گاز در تونل‌های بسیار باریک با قطر کمتر
از یک نانومتر و با ساختار درونی دندانه‌ای است. نوع ساختار و انعطاف پذیری
این تونل‌ها در مواد نانوحفره‌ای از جنس بلورهای تری‌فلوئورواستات
(trifluorolactate) آنها را برای ذخیره‌ی گاز بسیار مناسب کرده است؛ زیرا
جذب مولکول‌های گاز در درون این کانال ها، باعث متورم شدن و بادکردن تونل
می‌گردد. از این رو، محققان ژاپنی به این نتیجه رسیدند که ممکن است این نوع
جذب فیزیکی برای ذخیره‌سازی گازهایی همچون هیدروژن مناسب باشد.

دندانه‌های موجود در سطح درونی کانال‌ها ناشی از وجود گروه‌های
تری‌فلوئورمتیل است که به سمت داخل حفرات بیرون زده اند، و همین برآمدگی‌ها
هستند که مولکول‌های گاز را درون تونل محبوس می‌کنند.
آقای ژوسف رزناتی که یکی از متخصصان مواد نانوساختار در دانشگاه پلی‌تکنیک
میلان در ایتالیاست، درباره‌ی این مواد می‌گوید: “خواص منحصر به‌فرد جذب و
دفع این مواد موجب شده است که آنها قابلیت بالایی به عنوان سامانه‌های
مهندسی ترکیبی بیابند. “
شعاع تونل را می‌توان بسته به طول زنجیره‌های آلی در تری‌فلوئور استات‌ها
تغییر داد؛ به معنی که می‌‌توان خواص این ماده را به منظور ذخیره‌ی هر گاز
خاص تنظیم کرد. کاتاگیری می‌گوید: “ما اکنون در تلاش هستیم تا یک بلور کامل
درون کانال رشد دهیم. این بلورها می‌توانند به عنوان غربال‌های مولکولی
برای جداسازی گازهای مختلف بر حسب اندازه شان، البته در دمای محیط عمل
کنند. چنین سامانه‌ای یک فناوری کلیدی برای تحقق بخشیدن به خودروهای پیل
سوختی خواهد بود.
نتایج این تحقیق با عنوان “ذخیره‌سازی گاز در نانوتونل‌های یک بُعدی به کمک
یک ساختار دندانه‌ای” برای چاپ در شماره‌ی سال 2009 مجله‌ی CrystEngComm
پذیرفته شده است.