Professor Michael Zaworotko, Bernal ordförande för Crystal Engineering and Science Foundation of Ireland Research Professor vid University of Limericks Bernal Institute. Nedan, Dr Xiang-Jing Kong från Institutionen för kemiska vetenskaper vid UL och materialet som har skapats - med namnet BUT-55. Kredit:University of Limerick
Forskare vid University of Limerick har utvecklat ett nytt material som har förmågan att fånga upp giftiga kemikalier från luften.
Materialet kan fånga upp spårmängder av bensen, en giftig förorening, från luften och använda mindre energi än befintliga material för att göra det, enligt forskarna.
Det svampliknande porösa materialet kan revolutionera sökandet efter ren luft och ha en betydande inverkan i kampen mot klimatförändringarna, tror forskarna.
Professor Michael Zaworotko, Bernal ordförande för Crystal Engineering and Science Foundation of Ireland Research Professor vid University of Limericks Bernal Institute, och kollegor utvecklade det nya materialet, med fynd rapporterade i Nature Materials .
Flyktiga organiska föreningar (VOC) inklusive bensen är en klass av giftiga föroreningar som orsakar allvarliga miljö- och hälsoproblem. Att utveckla teknik för att ta bort bensen från luft i spårkoncentrationer och göra det med ett lågt energifotavtryck är båda utmaningar som inte har övervunnits förrän nu.
"En familj av porösa material - som svamp - har utvecklats för att fånga upp bensenånga från förorenad luft och producera en ren luftström under lång arbetstid", förklarade professor Zaworotko.
"Dessa material kan lätt regenereras under mild uppvärmning, vilket gör dem till kandidater för luftrening och miljösanering.
"Våra material kan göra mycket bättre både vad gäller känslighet och arbetstid än traditionella material."
Professor Zaworotko och Dr. Xiang-Jing Kong från Institutionen för kemiska vetenskaper vid UL har tillsammans med kollegor från ledande universitet i Kina utvecklat det nya porösa materialet som har så stark affinitet för bensen att det fångar upp den giftiga kemikalien även när det är närvarande vid bara 1 del på 100 000.
Detta material påminner om schweizisk ost eftersom det är fullt av hål och det är dessa hål som attraherar bensenmolekylerna, enligt forskarna.
När det gäller energi, eftersom infångningsprocessen är baserad på fysisk snarare än kemisk bindning, är energiavtrycket för fångst och frigöring mycket lägre än tidigare generationer av material.
"Att bryta upp gasblandningar är svårt att göra. Detta gäller särskilt för de mindre komponenterna som består av luft, som inkluderar koldioxid och vatten. Egenskaperna hos vårt nya material visar att det inte längre är svårt att bryta upp för bensen", förklarade han. Professor Zaworotko.
Tidigare arbete från professor Zaworotkos labb resulterade i ledande material för kolavskiljning och vattenskörd. Vattenuppsamlingsmaterialet har så gynnsamma egenskaper för att fånga upp och släppa ut vatten från atmosfären som redan används i avfuktningssystem.
Dr. Xiang-Jing Kong förklarade:"Baserat på smart design klarar våra material sig bra när det gäller utmaningar av både teknisk och social relevans, såsom borttagning av spårbensen från luft. Detta är svårt för konventionella material och framhäver därför charmen med porösa material. material."
Sammantaget tyder dessa resultat på att en ny generation skräddarsydda porösa material av den typ som uppfanns vid UL kan möjliggöra ett allmänt tillvägagångssätt för att fånga upp giftiga kemikalier från luft.
"Aromatiska isomerer är svåra att separera i sina blandningar med traditionella metoder, som alltid är energikrävande," förklarade Dr. Xiang-Jing Kong.
"Denna forskning öppnade möjligheter att designa porösa material för effektiv separation av dessa kemikalier med låg energitillförsel samt avlägsnande av andra spårföroreningar från luften." + Utforska vidare
