رائس یونیورسٹی کے سائنسدانوں نے لکڑی کو انجنیئر کرنے کا ایک طریقہ تلاش کیا ہے تاکہ کاربن ڈائی آکسائیڈ کو ایک ممکنہ طور پر قابل توسیع، توانائی کے قابل عمل کے ذریعے پھنسایا جا سکے جو کہ مواد کو تعمیر میں استعمال کے لیے بھی مضبوط بناتا ہے۔
سٹیل یا سیمنٹ جیسے ساختی مواد ڈالر اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج دونوں میں زیادہ قیمت پر آتے ہیں۔ عمارت کی تعمیر اور استعمال کے اخراجات کا تخمینہ 40% اخراج ہے۔ موجودہ مواد کے لیے پائیدار متبادل تیار کرنے سے موسمیاتی تبدیلیوں کو کم کرنے اور کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کو کم کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔
میں شائع ہونے والی ایک تحقیق کے مطابق، دونوں مسائل کو ایک ساتھ حل کرنے کے لیے کام کرتے ہوئے، مادی سائنسدان محمد رحمان اور ساتھیوں نے لکڑی میں کاربن ڈائی آکسائیڈ کو پھنسانے والے کرسٹل لائن غیر محفوظ مواد کے مالیکیولز کو شامل کرنے کا ایک طریقہ تلاش کیا۔ سیل رپورٹس فزیکل سائنس۔
رحمان نے کہا، \”لکڑی ایک پائیدار، قابل تجدید ساختی مواد ہے جسے ہم پہلے ہی بڑے پیمانے پر استعمال کر رہے ہیں۔\” \”ہماری انجینئرڈ لکڑی نے عام، غیر علاج شدہ لکڑی سے زیادہ طاقت کا مظاہرہ کیا۔\”
اس کارنامے کو حاصل کرنے کے لیے، سیلولوز ریشوں کا جال جو لکڑی کو اپنی طاقت دیتا ہے، سب سے پہلے اس عمل کے ذریعے صاف کیا جاتا ہے جسے ڈیلینیفیکیشن کہا جاتا ہے۔
\”لکڑی تین ضروری اجزاء سے بنی ہے: سیلولوز، ہیمی سیلولوز اور لگنن،\” رحمان نے کہا۔ \”لگنن وہ ہے جو لکڑی کو اس کا رنگ دیتا ہے، اس لیے جب آپ لگنن کو نکالتے ہیں تو لکڑی بے رنگ ہو جاتی ہے۔ لگنن کو ہٹانا کافی آسان عمل ہے جس میں دو قدموں پر مشتمل کیمیکل ٹریٹمنٹ شامل ہے جس میں ماحول کے لیے سومی مادوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ لگنن کو ہٹانے کے بعد، ہم بلیچ کا استعمال کرتے ہیں۔ یا ہیمی سیلولوز کو ہٹانے کے لیے ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ۔\”
اس کے بعد، خوش نما لکڑی کو ایک محلول میں بھگو دیا جاتا ہے جس میں دھاتی نامیاتی فریم ورک کے مائکرو پارٹیکلز، یا MOF، جسے Calgary Framework 20 (CALF-20) کہا جاتا ہے۔ MOFs اونچی سطح کے علاقے کے شربت والے مواد ہیں جو کاربن ڈائی آکسائیڈ کے مالیکیولز کو اپنے سوراخوں میں جذب کرنے کی صلاحیت کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ \”ایم او ایف کے ذرات آسانی سے سیلولوز چینلز میں فٹ ہو جاتے ہیں اور سطح کے سازگار تعامل کے ذریعے ان سے منسلک ہو جاتے ہیں،\” سومیا برتا رائے، ایک رائس ریسرچ سائنس دان اور مطالعہ کے لیڈ مصنف نے کہا۔
MOFs کئی نوزائیدہ کاربن کیپچر ٹیکنالوجیز میں شامل ہیں جو انسانی آب و ہوا کی تبدیلی سے نمٹنے کے لیے تیار کی گئی ہیں۔ رحمٰن نے کہا، \”ابھی، کاربن ڈائی آکسائیڈ-ساربینٹ مواد کو تعینات کرنے کے لیے کوئی بایوڈیگریڈیبل، پائیدار سبسٹریٹ نہیں ہے۔\” \”ہماری ایم او ایف سے بڑھی ہوئی لکڑی مختلف کاربن ڈائی آکسائیڈ ایپلی کیشنز میں سوربینٹ کی تعیناتی کے لیے موافقت پذیر سپورٹ پلیٹ فارم ہے۔\”
\”موجودہ MOFs میں سے بہت سے مختلف ماحولیاتی حالات میں بہت مستحکم نہیں ہیں،\” رائے نے کہا۔ \”کچھ نمی کے لئے بہت حساس ہیں، اور آپ اسے ساختی مواد میں نہیں چاہتے ہیں۔\”
رائے نے کہا کہ CALF-20، تاہم، یونیورسٹی آف کیلگری کے پروفیسر جارج شمیزو اور معاونین نے تیار کیا ہے، مختلف ماحولیاتی حالات میں کارکردگی کی سطح اور استعداد دونوں کے لحاظ سے نمایاں ہے۔
رحمان نے کہا کہ ساختی مواد جیسے دھاتیں یا سیمنٹ کی تیاری صنعتی کاربن کے اخراج کا ایک اہم ذریعہ ہے۔ \”ہمارا عمل استعمال شدہ مادوں اور ضمنی مصنوعات کی پروسیسنگ دونوں کے لحاظ سے آسان اور \’ہریانہ\’ ہے۔
انہوں نے مزید کہا کہ \”اگلا مرحلہ اس مواد کی توسیع پذیری اور تجارتی قابل عملیت کو سمجھنے کے لیے ضبطی کے عمل کے ساتھ ساتھ ایک تفصیلی معاشی تجزیہ کا تعین کرنا ہوگا۔\”
رحمان رائس کے جارج آر براؤن سکول آف انجینئرنگ میں میٹریل سائنس اور نینو انجینئرنگ میں اسسٹنٹ ریسرچ پروفیسر ہیں۔ رائے رائس میں میٹریل سائنس اور نینو انجینیئرنگ کے ریسرچ سائنسدان ہیں۔
شیل ٹیکنالوجیز (R66830) اور UES-ایئر فورس ریسرچ لیبارٹری (G10000097) نے تحقیق کی حمایت کی۔