تا حالا فکر کردی که شاید خودِ نور خورشید بتونه به دادمون برسه و کمک کنه با مشکل بزرگ آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی مقابله کنیم؟ دقیقاً همین ایده رو یه تیم دانشمندای خوش‌فکر از دانشگاه هاروارد، به رهبری “ریچارد لیو” عملی کردن و یه روش جدید کشف کردن که واقعاً جالبه!
👨🔬 اول بزار روشن کنم، قضیه چیه: دانشمندها سال‌هاست تلاش می‌کنن راهی پیدا کنن تا دی‌اکسید کربن (همون CO₂ که باعث گرم‌تر شدن زمین میشه) رو مستقیم از هوا بگیرن؛ بهش می‌گن Direct Air Capture. اما تقریباً همه‌ی روش‌های فعلی کلی انرژی مصرف می‌کنن و برای همین استفاده‌شون خیلی سخت و گرونه.
ولی کاری که تیم ریچارد لیو انجام داده متفاوته؛ اونا از یه سری مولکول ارگانیک مخصوص به اسم فوتوبیس (Photobase) استفاده کردن. فوتوبیس یعنی مولکول‌هایی که وقتی نور بخورن، می‌تونن رفتار شیمیاییشون رو عوض کنن و یه سری یون هیدروکسید تولید کنن (یون هیدروکسید یعنی همون OH⁻ که توی شیمی زیاد اسمش رو می‌شنویم و کلی خاصیت جالب داره). این یون‌ها خیلی راحت می‌تونن CO₂ رو از هوا جذب کنن و حتی هر وقت بخوایم دوباره رهاش کنن. تازه، کل این فرایند فقط با نور! یعنی واقعاً ممکنه بشه فقط با انرژی آفتاب هوا رو از CO₂ پاک کرد.
خودِ لیو عاشق شیمی و ساختن انواع مولکوله. اولش فیزیک دوست داشت، اما وقتی دید می‌تونه واقعاً با مولکول‌ها بازی کنه و چیزای جدید بسازه، عاشق شیمی شد! توی هاروارد و بعدش MIT کلی چیز یاد گرفت، زیر نظر استادای معروف مثل استفن بوکوالد. حالا هم توی آزمایشگاه خودش، با یه تیم خفن از شیمیدانا، مهندسا و دانشمندای مواد داره پروژه‌های متنوع انجام میده؛ از ساخت کاتالیزورهای پیچیده (کاتالیزور یعنی ماده‌ای که باعث سرعت گرفتن یه واکنش شیمیایی میشه) تا کار روی مولکول‌هایی که گازهای گلخانه‌ای رو می‌گیرن.
این پروژه فوتوبیس رو با همکاری دنیل نوکرا که استاد انرژی هاروارد هست جلو بردن. واقعاً نشون میده که اگه علمای مختلف با هم همکاری کنن، چه اتفاقای خفنی می‌افته.
حالا بذار برات ساده بگم: هزینه و مصرف انرژی تو بیشتر روش‌ها بزرگترین معضله واسه جذب مستقیم CO₂. ولی این روش نورمحور (یعنی با استفاده از انرژی نور) راه خیلی ساده‌تری جلوی پامون می‌ذاره. خلاصه‌ش اینه که اگه بشه فوتوبیس‌ها رو تو مقیاس بزرگ استفاده کرد، مثلاً یه روز ممکنه فقط با نور خورشید بتونیم به طور موثر هوای زمین رو تصفیه کنیم.
این کار لیو از جایزه NSF CAREER حمایت مالی شد—اینم بگم، NSF مخفف National Science Foundation هست و یه جور بنیاد ملی علوم آمریکاس که به دانشمندای جوون جایزه میده تا پروژه‌هاشون رو جلو ببرن. با اینکه اخیراً بعضی حمایت‌هایی مالی کمتر شده، اما دانشگاه هاروارد پشتیبانی لازم رو داشته و پروژه ادامه پیدا کرد.
آزمایشگاه لیو فقط روی کاربرد عملی متمرکز نیست؛ یه بعد آموزشی هم داره. دانشجوهای زیادی اونجا با این پروژه‌ها رو به رو می‌شن، دست به تجربه می‌زنن و کلی چیز یاد می‌گیرن که بعدها توی شغل علمی‌شون به کار میاد.
در نهایت، لیو امیدواره که ادامه سرمایه‌گذاری روی علم و تحقیق باعث بشه چنین ایده‌هایی از مرز آزمایشگاه بیان بیرون و جامعه بتونه از فوایدشون لذت ببره – حتی اگه این تحقیقات سود مالی فوری نداشته باشه.
راستی، مقاله مفصل مربوط به این کشف تو ژورنال معروف Nature Chemistry (یعنی یکی از معتبرترین مجله‌های علمی درباره شیمی) چاپ شده.
خلاصه کلام: این تیم با استفاده از نور خورشید به عنوان کاتالیزور (کاتالیزور رو یادت هست؟ همون ماده‌ای که روند شیمیایی رو راه می‌ندازه)، یه قدم جدی تو مسیر هوای پاک‌تر زمین برداشت. این ماجرا واقعاً نشون میده که خلاقیت توی شیمی چطوری می‌تونه گره‌گشای یکی از بزرگترین چالش‌های سیاره ما بشه. پس دفعه بعدی که زیر نور خورشید وایسادی، فقط یاد کرم ضدآفتاب نباش… ممکنه همین خورشید یه روز به نجات زمین کمک کنه!
منبع: +
