მეცნიერებმა, რომლებიც დორტმუნდისა და ბირმინგემის უნივერსიტეტებს წარმოადგენენ, შუშის წარმოების უძველესი მეთოდი თანამედროვე ტექნოლოგიურ გამოწვევებს მოარგეს. მათ შეძლეს ე.წ. ლითონ-ორგანული ჩარჩოების (MOF) მინის სტრუქტურის მოდიფიცირება, რითაც მას ახალი, სასარგებლო თვისებები შესძინეს.

რა არის MOF-მინა?

ლითონ-ორგანული ჩარჩოები (MOF) შედგება ლითონის ატომებისა და ორგანული მოლეკულებისგან. ეს მასალა გამოირჩევა ფოროვანი სტრუქტურით, რაც მას საშუალებას აძლევს, ეფექტურად „დაიჭიროს“ აირები, მაგალითად, ნახშირორჟანგი (CO2) ან წყალბადი. თუმცა, მათი დამუშავება პრაქტიკულად რთული იყო, რადგან ისინი მხოლოდ 300 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე რბილდებოდნენ.

ტრადიციული ხერხი თანამედროვე ტექნოლოგიაში

მკვლევრებმა შუშის დამზადების კლასიკური მიდგომა გამოიყენეს: სტრუქტურაში ნატრიუმის ან ლითიუმის მცირე რაოდენობის დამატებით, მათ შეძლეს მასალის დარბილების ტემპერატურის შემცირება. ეს ცვლილება მინას უფრო დრეკადს ხდის და წარმოების პროცესს მნიშვნელოვნად ამარტივებს.

დოქტორ დომინიკ კუბიცკის განმარტებით, ეს მიდგომა ანალოგიურია იმისა, თუ როგორ იყენებდნენ უძველეს მესოპოტამიაში ქიმიურ დანამატებს მინის თვისებების გასაუმჯობესებლად. „ჩვენი კვლევა ამ პრინციპს ჰიბრიდულ ლითონ-ორგანულ მინებზე ავრცელებს“, - აღნიშნავს პროფესორი სებასტიან ჰენკე.

AI-ს როლი ატომურ დონეზე

მკვლევართა ჯგუფმა ბირმინგემიდან, პროფესორ ენდრიუ მორისის ხელმძღვანელობით, ხელოვნურ ინტელექტზე დაფუძნებული კომპიუტერული მოდელირება გამოიყენა. AI-მ დაადასტურა, რომ ნატრიუმის იონები არამხოლოდ ავსებენ მასალის ცარიელ სივრცეებს, არამედ ანაცვლებენ თუთიის ატომებს, რაც სტრუქტურას უფრო მოქნილს ხდის.

ეს აღმოჩენა კარს უხსნის მოწინავე ტექნოლოგიების განვითარებას, მათ შორის აირების სეპარაციას, ქიმიურ შენახვასა და ენერგოეფექტურ სისტემებს. მიუხედავად წარმატებისა, მეცნიერები აცხადებენ, რომ საჭიროა შემდგომი კვლევები მასალის სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად და რეალურ ინდუსტრიულ პირობებში მისი მუშაობის შესაფასებლად.