منذ الإعلان عن إنشاء "المؤسسة العالمية لالتقاط الكربون وتخزينه" في أستراليا عام 2009م، والوسط العلمي والأكاديمي ناشط لإيجاد طرق وأدوات لحجز الكربون وثاني أكسيد الكربون الضار بالبيئة. وقد توصَّل الباحثون إلى تطوير عدة طرق كيميائية وفيزيائية وبيولوجية لتحقيق ذلك.
ومن بين هذه الطرق، تطوير مواد جديدة تمتص ثاني أكسيد الكربون من الجو وتخزنه. ولكن مشكلة معظم هذه الطرق والمواد هي في انخفاض تفاعل ثاني أكسيد الكربون، الذي يعني أنه من الصعب التقاطه وتخزينه من دون استخدام كثير من الطاقة، وهذا يضعف جدواها.
لكن جامعة كيوتو في اليابان طوَّرت حديثاً مادة جديدة من أيونات الزنك المعدنية، تسمى بوليمر ذا مسام تنسيقية، أو هياكل معدنية عضوية (تتكوَّن من عقد معدنية تربطها وصلات عضوية على شكل ربيطات، مشكِّلة بذلك هياكل مسامية)، تمتص جزيئات ثاني أكسيد الكربون من الهواء، من دون أن تستهلك كثيراً من الطاقة. ويمكن بعد ذلك تحويل المواد إلى مكوّن عضوي يمكن استخدامه في صناعة التغليف أو الملابس وغيرها.
ويؤكد العلماء أن هذه الأيونات قادرة على التقاط جزيئات ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي بكفاءة أعلى بمقدار 10 أضعاف من مُركَّبات البوليمرات المشابهة الأخرى. والأهم من ذلك، أن المادة تبقى قابلة لإعادة الاستخدام حتى بعد 10 دورات من التفاعل.
وتتميز الطريقة الجديدة باستخدام خدعة ذكية، إذ تم تصميم الهيكل المعدني العضوي بشكل يشبه المروحة. وتبين للباحثين عند استخدامهم التحليل الهيكلي للأشعة السينية من أجل فهم كيف تعمل الطريقة، أنه مع اقتراب جزيئات ثاني أكسيد الكربون من هذا الهيكل، تدور هذه المراوح وتغير تركيب جزيئاتها، مما يسمح بحجز ثاني أكسيد الكربون في المادة.
ويقول كيمي أيشي أوتاكي، العالم في كيمياء المواد من جامعة كيوتو: "لقد صممنا بنجاح مادة مسامية لها علاقة تقاربية كبيرة مع جزيئات ثاني أكسيد الكربون، ويمكنها تحويلها بسرعة وفعالية إلى مواد عضوية مفيدة".
تعمل هذه المادة بشكل أساسي كمنخل جزيئي قادر على التعرف على الجزيئات حسب الحجم والشكل. وبمجرد أن تقوم المادة بوظيفة امتصاص ثاني أكسيد الكربون، يمكن إعادة استخدامها أو إعادة تدويرها كبوليمر عضوي. وهذه البوليمرات العضوية، يمكن إعادة تدويرها إلى مادة البولي يوريثين، التي تستخدم في الملابس والتعبئة والأجهزة المنزلية ومجموعة متنوّعة من المجالات الأخرى.
وقد تصبح طريقة تحويل ثاني أكسيد الكربون الجديدة مهمة جداً بالنسبة لنا في المستقبل لأسباب ليس أقلها أنها تحول شيئاً لا نريده ويضر بنا، إلى شيء نحتاجه ومفيد لنا.
