ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੀਆਂ ਦੋ ਭਿੰਨਤਾਵਾਂ ਦਾ ਵਿਜ਼ੂਅਲ, ਅੰਦਰੂਨੀ ਨੂੰ ਦਿਖਾਉਣ ਲਈ ਹਟਾਏ ਗਏ ਸ਼ੈੱਲ ਦੇ ਇੱਕ ਹਿੱਸੇ ਦੇ ਨਾਲ। ਚਿੱਟਾ ਗੋਲਾ ਸਿਲਿਕਾ ਸ਼ੈੱਲ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਛੇਕ ਪੋਰਸ ਹਨ। ਚਮਕਦਾਰ ਹਰੇ ਗੋਲੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਸਾਈਟਾਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ ਵਾਲੇ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਵਾਲੇ ਸਥਾਨਾਂ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਛੋਟੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਲੰਬੀਆਂ ਲਾਲ ਤਾਰਾਂ ਪੋਲੀਮਰ ਚੇਨਾਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਛੋਟੀਆਂ ਤਾਰਾਂ ਕੈਟਾਲਾਈਸਿਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਉਤਪਾਦ ਹਨ। ਸਾਰੀਆਂ ਛੋਟੀਆਂ ਤਾਰਾਂ ਆਕਾਰ ਵਿੱਚ ਸਮਾਨ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਭਿੰਨਤਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਇਕਸਾਰ ਚੋਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਛੋਟੀਆਂ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਸਾਈਟਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਕੀਤੀਆਂ ਹੋਰ ਛੋਟੀਆਂ ਚੇਨਾਂ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਵਧੇਰੇ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਾਪਰਦੀ ਹੈ। ਕ੍ਰੈਡਿਟ: ਅਰਗੋਨ ਨੈਸ਼ਨਲ ਲੈਬਾਰਟਰੀ, ਯੂਐਸ ਡਿਪਾਰਟਮੈਂਟ ਆਫ਼ ਐਨਰਜੀ ਦੀ ਸ਼ਿਸ਼ਟਤਾ ਨਾਲ ਚਿੱਤਰ
ਪਲਾਸਟਿਕ ਨੂੰ ਤੋੜਨ ਲਈ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੁਆਰਾ ਪਲਾਸਟਿਕ ਅਪਸਾਈਕਲਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਇਆ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਐਮਸ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਦੇ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਵਿੱਚ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦੀ ਇੱਕ ਟੀਮ ਨੇ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਪਹਿਲਾ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿਵ ਅਜੈਵਿਕ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ 2020 ਵਿੱਚ ਪੌਲੀਓਲਫਿਨ ਪਲਾਸਟਿਕ ਨੂੰ ਅਣੂਆਂ ਵਿੱਚ ਡੀਕੰਸਟ੍ਰਕਟ ਕਰਨ ਲਈ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਹੋਰ ਕੀਮਤੀ ਉਤਪਾਦ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਟੀਮ ਨੇ ਹੁਣ ਲੋੜੀਂਦੇ ਉਤਪਾਦਾਂ ਦੀ ਕੁਰਬਾਨੀ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਤਬਦੀਲੀ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਰਣਨੀਤੀ ਵਿਕਸਿਤ ਅਤੇ ਪ੍ਰਮਾਣਿਤ ਕੀਤੀ ਹੈ।
ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਨੂੰ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਐਮਸ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਦੇ ਇੱਕ ਵਿਗਿਆਨੀ ਵੇਨਯੂ ਹੁਆਂਗ ਦੁਆਰਾ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਸ ਵਿੱਚ ਪਲੈਟੀਨਮ ਕਣ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਇੱਕ ਠੋਸ ਸਿਲਿਕਾ ਕੋਰ 'ਤੇ ਸਮਰਥਿਤ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਿਲਿਕਾ ਸ਼ੈੱਲ ਨਾਲ ਘਿਰਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਕਿ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਸਾਈਟਾਂ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਪਲੈਟੀਨਮ ਦੀ ਲੋੜ ਦੀ ਕੁੱਲ ਮਾਤਰਾ ਕਾਫ਼ੀ ਛੋਟੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਪਲੈਟੀਨਮ ਦੀ ਉੱਚ ਕੀਮਤ ਅਤੇ ਸੀਮਤ ਸਪਲਾਈ ਦੇ ਕਾਰਨ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ। ਡੀਕੰਸਟ੍ਰਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੌਰਾਨ, ਲੰਬੀਆਂ ਪੌਲੀਮਰ ਚੇਨਾਂ ਪੋਰਸ ਵਿੱਚ ਧਾਗਾ ਅਤੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਸਾਈਟਾਂ ਨਾਲ ਸੰਪਰਕ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਫਿਰ ਚੇਨਾਂ ਨੂੰ ਛੋਟੇ ਆਕਾਰ ਦੇ ਟੁਕੜਿਆਂ ਵਿੱਚ ਤੋੜ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਹੁਣ ਪਲਾਸਟਿਕ ਸਮੱਗਰੀ ਨਹੀਂ ਹਨ (ਵਧੇਰੇ ਵੇਰਵਿਆਂ ਲਈ ਉੱਪਰ ਚਿੱਤਰ ਦੇਖੋ)।
ਏਰੋਨ ਸੈਡੋ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਐਮਸ ਲੈਬ ਦੇ ਇੱਕ ਵਿਗਿਆਨੀ ਅਤੇ ਨਿਰਦੇਸ਼ਕ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਫਾਰ ਕੋਆਪਰੇਟਿਵ ਅਪਸਾਈਕਲਿੰਗ ਆਫ ਪਲਾਸਟਿਕ (iCOUP), ਟੀਮ ਨੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਦੇ ਤਿੰਨ ਰੂਪਾਂ ਨੂੰ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ। ਹਰੇਕ ਪਰਿਵਰਤਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕੋ ਜਿਹੇ ਆਕਾਰ ਦੇ ਕੋਰ ਅਤੇ ਪੋਰਸ ਸ਼ੈੱਲ ਸਨ, ਪਰ ਪਲੈਟੀਨਮ ਕਣਾਂ ਦੇ ਵੱਖੋ-ਵੱਖਰੇ ਵਿਆਸ, 1.7 ਤੋਂ 2.9 ਤੋਂ 5.0 nm ਤੱਕ।
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਕਲਪਨਾ ਕੀਤੀ ਕਿ ਪਲੈਟੀਨਮ ਕਣਾਂ ਦੇ ਆਕਾਰ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਉਤਪਾਦ ਚੇਨਾਂ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਨਗੇ, ਇਸਲਈ ਵੱਡੇ ਪਲੈਟੀਨਮ ਕਣ ਲੰਬੀਆਂ ਜੰਜੀਰਾਂ ਬਣਾਉਣਗੇ ਅਤੇ ਛੋਟੇ ਛੋਟੇ ਜੰਜੀਰਾਂ ਬਣਾਉਣਗੇ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਟੀਮ ਨੇ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਕਿ ਉਤਪਾਦ ਚੇਨਾਂ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਸਾਰੇ ਤਿੰਨ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਲਈ ਇੱਕੋ ਆਕਾਰ ਦੇ ਸਨ।
"ਸਾਹਿਤ ਵਿੱਚ, ਕਾਰਬਨ-ਕਾਰਬਨ ਬਾਂਡ ਕਲੀਵੇਜ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਲਈ ਚੋਣਤਮਕਤਾ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪਲੈਟੀਨਮ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਦੇ ਆਕਾਰ ਦੇ ਨਾਲ ਬਦਲਦੀ ਹੈ। ਪੋਰਸ ਦੇ ਤਲ 'ਤੇ ਪਲੈਟੀਨਮ ਰੱਖ ਕੇ, ਅਸੀਂ ਕੁਝ ਅਨੋਖਾ ਦੇਖਿਆ, ”ਸੈਡੋ ਨੇ ਕਿਹਾ।
ਇਸ ਦੀ ਬਜਾਏ, ਤਿੰਨ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਲਈ ਜੰਜੀਰਾਂ ਨੂੰ ਛੋਟੇ ਅਣੂਆਂ ਵਿੱਚ ਤੋੜਨ ਦੀ ਦਰ ਵੱਖਰੀ ਸੀ। ਵੱਡੇ ਪਲੈਟੀਨਮ ਕਣਾਂ ਨੇ ਲੰਬੀ ਪੋਲੀਮਰ ਚੇਨ ਨਾਲ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕੀਤੀ ਜਦੋਂ ਕਿ ਛੋਟੇ ਕਣਾਂ ਨੇ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕੀਤੀ। ਇਹ ਵਧੀ ਹੋਈ ਦਰ ਛੋਟੇ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲਾਂ ਦੀਆਂ ਸਤਹਾਂ 'ਤੇ ਕਿਨਾਰੇ ਅਤੇ ਕੋਨੇ ਪਲੈਟੀਨਮ ਸਾਈਟਾਂ ਦੀ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਸ਼ਤਤਾ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਸਾਈਟਾਂ ਕਣਾਂ ਦੇ ਚਿਹਰਿਆਂ ਵਿੱਚ ਸਥਿਤ ਪਲੈਟੀਨਮ ਨਾਲੋਂ ਪੌਲੀਮਰ ਚੇਨ ਨੂੰ ਕੱਟਣ ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਸਰਗਰਮ ਹਨ।
ਸੈਡੋ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਨਤੀਜੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਇਹਨਾਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਚੋਣਤਮਕਤਾ ਤੋਂ ਗਤੀਵਿਧੀ ਨੂੰ ਸੁਤੰਤਰ ਤੌਰ 'ਤੇ ਐਡਜਸਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। "ਹੁਣ, ਸਾਨੂੰ ਭਰੋਸਾ ਹੈ ਕਿ ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਵਧੇਰੇ ਸਰਗਰਮ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਜੋ ਪੋਲੀਮਰ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵੀ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਚਬਾਏਗਾ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਉਤਪਾਦ ਲੜੀ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚ ਡਾਇਲ ਕਰਨ ਲਈ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਢਾਂਚਾਗਤ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ," ਉਸਨੇ ਕਿਹਾ।
ਹੁਆਂਗ ਨੇ ਸਮਝਾਇਆ ਕਿ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪੋਰਸ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੇ ਵੱਡੇ ਅਣੂ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਾ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਧਿਐਨ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਖੋਜ ਬੁਨਿਆਦੀ ਵਿਗਿਆਨ ਨੂੰ ਸਮਝਣ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ ਅਤੇ ਨਾਲ ਹੀ ਇਹ ਪਲਾਸਟਿਕ ਨੂੰ ਅਪਸਾਈਕਲ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿਵੇਂ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।
“ਸਾਨੂੰ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਸਿਸਟਮ ਨੂੰ ਹੋਰ ਸਮਝਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਅਸੀਂ ਅਜੇ ਵੀ ਹਰ ਰੋਜ਼ ਨਵੀਆਂ ਚੀਜ਼ਾਂ ਸਿੱਖ ਰਹੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਹੋਰ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦੀ ਪੜਚੋਲ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ ਜੋ ਅਸੀਂ ਉਤਪਾਦਨ ਦਰ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਣ ਅਤੇ ਉਤਪਾਦ ਦੀ ਵੰਡ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਟਿਊਨ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ, ”ਹੁਆਂਗ ਨੇ ਕਿਹਾ। "ਇਸ ਲਈ ਸਾਡੀ ਸੂਚੀ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਨਵੀਆਂ ਚੀਜ਼ਾਂ ਹਨ ਜੋ ਸਾਡੇ ਖੋਜਣ ਦੀ ਉਡੀਕ ਕਰ ਰਹੀਆਂ ਹਨ."
ਹਵਾਲਾ: ਜ਼ੁਨ ਵੂ, ਅਕਾਲੰਕਾ ਟੇਨਾਕੂਨ, ਰਿਆਨ ਯੈਪਰਟ, ਮਾਈਕਾਲਾ ਐਸਵੇਲਡ, ਮੈਗਾਲੀ ਐੱਸ. ਫਰੈਂਡਨ, ਰਿਆਨ ਏ. ਐੱਮ. ਹੈਕਲਰ, ਐਨਪੋਰ, ਐਨਪੋਰ, ਐਨਪੋਰੇਸ ਦੁਆਰਾ "ਪੌਲੀਓਲਫਿਨਸ ਦੇ ਕੁਸ਼ਲ ਅਤੇ ਚੋਣਵੇਂ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨੋਲਿਸਿਸ ਵੱਲ ਅਗਵਾਈ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਇੱਕ ਮੇਸੋਪੋਰਸ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਵਿੱਚ ਏਮਬੇਡਡ ਆਕਾਰ-ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ" ਹੇਡਨ, ਮੈਸੀਮਿਲਿਆਨੋ ਡੇਲਫੇਰੋ, ਬੈਰਨ ਪੀਟਰਸ, ਐਰੋਨ ਡੀ. ਸਡੋ ਅਤੇ ਵੇਨਯੂ ਹੁਆਂਗ, 23 ਫਰਵਰੀ 2022, ਜਰਨਲ ਆਫ਼ ਦੀ ਅਮੈਰੀਕਨ ਕੈਮੀਕਲ ਸੋਸਾਇਟੀ.
DOI: 10.1021/jacs.1c11694
ਇਹ ਖੋਜ ਇੰਸਟੀਚਿਊਟ ਫਾਰ ਕੋਆਪਰੇਟਿਵ ਅਪਸਾਈਕਲਿੰਗ ਆਫ ਪਲਾਸਟਿਕ (iCOUP) ਦੁਆਰਾ ਕਰਵਾਈ ਗਈ ਸੀ, ਜਿਸ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਐਮਸ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਕਰ ਰਹੀ ਸੀ। iCOUP ਇੱਕ ਐਨਰਜੀ ਫਰੰਟੀਅਰ ਰਿਸਰਚ ਸੈਂਟਰ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਐਮਸ ਲੈਬਾਰਟਰੀ, ਅਰਗੋਨ ਨੈਸ਼ਨਲ ਲੈਬਾਰਟਰੀ, UC ਸਾਂਤਾ ਬਾਰਬਰਾ, ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਆਫ ਸਾਊਥ ਕੈਰੋਲੀਨਾ, ਕਾਰਨੇਲ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ, ਦੇ ਵਿਗਿਆਨੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਨਾਰਥਵੈਸਟਰਨ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ, ਅਤੇ ਇਲੀਨੋਇਸ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਅਰਬਾਨਾ-ਚੈਂਪੇਨ।
