ಮೆಟಲ್-ಆರ್ಗ್ಯಾನಿಕ್ ಫ್ರೇಮ್ವರ್ಕ್ (MOF) ಗ್ಲಾಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಭವಿಷ್ಯದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಗಾಜಿನ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ತಂತ್ರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಸಾವಯವ ಅಣುಗಳಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಲೋಹದ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನಂತಹ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸುವ ಮತ್ತು ನೀರನ್ನು ಬಲೆಗೆ ಬೀಳಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕಾಗಿ ಪ್ರಶಂಸಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
TU ಡಾರ್ಟ್ಮಂಡ್ ಮತ್ತು ಬರ್ಮಿಂಗ್ಹ್ಯಾಮ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅಂತರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ಸಂಶೋಧನೆಗಳನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದೆ. ಪ್ರಕೃತಿಯ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮೇ 4 ರಂದು. MOF ಗ್ಲಾಸ್ಗಳನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಗ್ಲಾಸ್ಗಾಗಿ ದೀರ್ಘಕಾಲ ಬಳಸಿದ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಅವರ ಕೆಲಸ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸೋಡಿಯಂ ಅಥವಾ ಲಿಥಿಯಂ ಹೊಂದಿರುವ ಸಣ್ಣ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದರಿಂದ ವಸ್ತುವಿನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ನಡವಳಿಕೆ ಎರಡನ್ನೂ ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ಗಾಜಿನ ಮೃದುಗೊಳಿಸುವ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಿಸಿಮಾಡಿದಾಗ ಅದನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸರಳಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಸುಧಾರಿತ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಗಾಗಿ ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ MOF ಗ್ಲಾಸ್ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಹೊಸ ಚೌಕಟ್ಟನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಭಾವ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಸುಧಾರಿತ ಲೇಪನಗಳು ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಸೇರಿವೆ.
ಬರ್ಮಿಂಗ್ಹ್ಯಾಮ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಡಾ ಡೊಮಿನಿಕ್ ಕುಬಿಕ್ಕಿ ಹೇಳಿದರು: “ಗಾಜು ಸಹಸ್ರಾರು ವರ್ಷಗಳಿಂದ ಮಾನವ ನಾಗರಿಕತೆಯ ಭಾಗವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಾಚೀನ ಮೆಸೊಪಟ್ಯಾಮಿಯಾದಿಂದ ಆಧುನಿಕ ಫೈಬರ್ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಕೇಬಲ್ಗಳವರೆಗೆ, ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳು ಗಾಜಿನ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ.
“ಆದಾಗ್ಯೂ, MOF ಗ್ಲಾಸ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಮೃದುವಾಗುತ್ತವೆ — 300 °C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು — ಅವರ ಅವನತಿ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರ, ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಭವಿಷ್ಯದ ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಹೊಸ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ.”
ಸೋಡಿಯಂ MOF ಗಾಜಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ
ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಸಿದ್ಧವಾದ MOF ಗ್ಲಾಸ್ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದ ZIF-62, ಒಂದು ಸರಂಧ್ರ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಅದರ ಕೆಲವು ಆಂತರಿಕ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಂಡು ಗಾಜಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸಬಹುದು. ಈ ರಂಧ್ರಗಳು ಅನಿಲ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ, ಪೊರೆಗಳು ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧನೆಯಂತಹ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳಿಗೆ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗುತ್ತವೆ.
TU ಡಾರ್ಟ್ಮಂಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸೆಬಾಸ್ಟಿಯನ್ ಹೆನ್ಕೆ ವಿವರಿಸಿದರು: “ನಮ್ಮ ವಿಧಾನವು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕೇಟ್ ಗ್ಲಾಸ್ಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಮಾರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದರ ಮೂಲಕ ಸ್ಫೂರ್ತಿ ಪಡೆದಿದೆ: ಕರಗುವ ನಡವಳಿಕೆ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಟ್ಯೂನ್ ಮಾಡಲು ನೆಟ್ವರ್ಕ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ.
“ನಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನವು ಅದೇ ತತ್ವವನ್ನು ಲೋಹ-ಸಾವಯವ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಗ್ಲಾಸ್ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಮುಂಗಡವು MOF ಗ್ಲಾಸ್ಗಳನ್ನು ನೈಜ-ಪ್ರಪಂಚದ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಒಂದು ಹೆಜ್ಜೆ ಹತ್ತಿರ ತರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ, ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ವೇಗವರ್ಧನೆ ಮತ್ತು ಅದರಾಚೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ.”
ಸೋಡಿಯಂ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ವಸ್ತುವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಿದವು ಎಂಬುದನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಸಂಶೋಧಕರು ಸುಧಾರಿತ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಡಾ ಡೊಮಿನಿಕ್ ಕುಬಿಕಿ ಮತ್ತು ಬೆಂಜಮಿನ್ ಗ್ಯಾಲಂಟ್ ನೇತೃತ್ವದ ಬರ್ಮಿಂಗ್ಹ್ಯಾಮ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಗಾಜಿನ ರಚನೆಯ ಪರಮಾಣು-ಮಟ್ಟದ ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದರು ಮತ್ತು UK ಯ ಹೈ-ಫೀಲ್ಡ್ ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ NMR ಸೌಲಭ್ಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಮ್ಯಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ರೆಸೋನೆನ್ಸ್ (NMR) ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದರು.
ಸೋಡಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳು ಗಾಜಿನ ಜಾಲರಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಸಂಯೋಜನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯೊಳಗಿನ ಕೆಲವು ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅವರ ಕೆಲಸವು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿತು.
AI ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಪರಮಾಣು ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ
ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಆಂಡ್ರ್ಯೂ ಮೋರಿಸ್ ಮತ್ತು ಡಾ ಮಾರಿಯೋ ಒಂಗ್ಕಿಕೊ ನೇತೃತ್ವದ ಬರ್ಮಿಂಗ್ಹ್ಯಾಮ್ನಲ್ಲಿನ ಮತ್ತೊಂದು ತಂಡವು ಸಂಕೀರ್ಣ MRI ಡೇಟಾವನ್ನು ಅರ್ಥೈಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಕೃತಕ ಬುದ್ಧಿಮತ್ತೆ ಆಧಾರಿತ ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿತು. ಯಂತ್ರ ಕಲಿಕೆಯ ನೆರವಿನ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ಗಳು ಸೋಡಿಯಂ ಗಾಜಿನೊಂದಿಗೆ ಪರಮಾಣು ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಹೇಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ದೃಢೀಕರಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಂಯೋಜಿತ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮತ್ತು ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಸಂಶೋಧನೆಗಳು ಸೋಡಿಯಂ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಬದಲಾಗಿ, ಕೆಲವು ಸೋಡಿಯಂ ಪರಮಾಣುಗಳು ಸತು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸುತ್ತವೆ, ಗಾಜಿನ ರಚನೆಯನ್ನು ಸ್ವಲ್ಪ ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ.
ಈ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಮಾರ್ಪಡಿಸುವುದು ಎಂಬುದನ್ನು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಈಗ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ, ಅವರ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಅವರ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ ಊಹಿಸಲು ಮತ್ತು ನೈಜ-ಪ್ರಪಂಚದ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಅವರ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೆಲಸ ಅಗತ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳುತ್ತಾರೆ.
ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ಟೆಕ್ನಿಸ್ಚೆ ಯುನಿವರ್ಸಿಟಾಟ್ ಡಾರ್ಟ್ಮಂಡ್, ಬರ್ಮಿಂಗ್ಹ್ಯಾಮ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ರುಹ್ರ್-ಬೋಚುಮ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, SRM-AP ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ಮ್ಯೂನಿಚ್ ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ ಮತ್ತು ಕೇಂಬ್ರಿಡ್ಜ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು.
