Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilib. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Sənaye prosesləri və enerji istehsalı nəticəsində karbon dioksid emissiyalarının azaldılması iqlim dəyişikliyinin həllində əsas texnoloji problemlərdən biri olaraq qalır. Membran əsaslı qazın ayrılması adi ayırma texnologiyalarına enerji baxımından qənaətcil alternativ təklif edir, lakin qazların sürətlə keçməsinə imkan verən və eyni zamanda onları effektiv şəkildə ayıran membranların müəyyən edilməsi uzun müddətdir ki, materialların dizaynında əsas problem yaradır.
Koç Universitetinin tədqiqatçıları yüksək performanslı membran materiallarının kəşfini sürətləndirmək üçün molekulyar simulyasiyaları maşın öyrənməsi ilə birləşdirən verilənlərə əsaslanan çərçivə hazırlayıblar. Bu yanaşma tədqiqatçılara 100.000-dən çox material birləşməsini qiymətləndirməyə və perspektivli namizədlərin performansını saniyələr ərzində proqnozlaşdırmağa imkan verdi. Koç Universitetinin Kimya və Biologiya Mühəndisliyi Departamentindən magistr tələbəsi Feride Neva Yüngül və professor Seda Keskin tərəfindən aparılan araşdırma Communications Materials jurnalında dərc olunub.
Ticarət qaz ayırıcı membranların əksəriyyəti polimerlərdən hazırlanır, çünki onlar ucuzdur, emal etmək asandır və geniş miqyaslı istehsal üçün uyğundur. Bununla belə, polimer membranlar keçiricilik və seçicilik arasında tanınmış bir mübadilə ilə məhdudlaşdırılır. Qazları sürətlə daşıyan polimerlər onları daha az səmərəli şəkildə ayırır, yüksək seçici polimerlər isə qaz nəqlini məhdudlaşdırmağa meyllidirlər.
Bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün bir strategiya metal-üzvi çərçivələri və ya MOF-ları polimer membranların içərisinə yerləşdirməkdir. MOFs metal ionlarından və üzvi bağlayıcılardan hazırlanmış məsaməli kristal materiallardır. Onların məsamə ölçüləri və kimyəvi xassələri dəqiq tənzimlənə bildiyi üçün onlar xüsusi qaz molekullarını seçici şəkildə adsorbsiya edə və nəql edə bilərlər.
Qarışıq matrisli membranlar kimi tanınan əldə edilən materiallar polimerlərin miqyaslılığını və emal qabiliyyətini MOF-ların qaz ayırma imkanlarını birləşdirir. Düzgün MOF-polimer cütləşməsini seçmək çətindir: Mövcud polimerlərlə milyonlarla potensial birləşmə yaradan 150.000-dən çox MOF strukturu bildirilmişdir. Bu nəhəng dizayn məkanını araşdırmaq üçün tədqiqatçılar eksperimental olaraq sintez edilmiş və hesablama üsulu ilə yaradılmış 8683 MOF-u kommersiya baxımından uyğun olan 12 polimerlə birləşdirdilər.
Bu, 104,196 qarışıq matrisli membran birləşmələrindən ibarət verilənlər toplusu yaratdı. Karbon dioksid, metan, azot və hidrogenin hər bir MOF ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu və hərəkət etdiyini hesablamaq üçün molekulyar simulyasiyalardan istifadə edilmişdir. Daha sonra əldə edilən məlumatlar əvvəllər araşdırılmamış MOF-polimer birləşmələrinin keçiriciliyini sürətlə proqnozlaşdıra bilən maşın öyrənmə modellərini hazırlamaq üçün istifadə edilmişdir.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
