ஒளிச்சேர்க்கைகள் மற்றும் வினையூக்கிகளை உள்ளடக்கிய கட்டமைப்புப் பொருட்களின் பகுத்தறிவு வடிவமைப்பு செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் கரிம மாற்றங்களுக்கான மிகவும் திறமையான மற்றும் மறுபயன்பாட்டு ஒளி வினையூக்கிகளுக்கு வழிவகுக்கிறது, இது மிகவும் திறமையான மற்றும் நிலையான இரசாயன செயல்முறைகளுக்கு வழிவகுக்கும். கடன்: கார்பன் எதிர்காலம்சிங்குவா பல்கலைக்கழக அச்சகம்
நிலையான வேதியியலின் குறிக்கோள், இரசாயன எதிர்வினைகளில் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலைப் பயன்படுத்துவதற்கும், அபாயகரமான கழிவுகளைக் குறைப்பதற்கும், அணு பொருளாதாரத்தை அதிகப்படுத்துவதற்கும் வேதியியலாளர்களை ஊக்கப்படுத்தியுள்ளது. சூரிய ஒளி கதிர்வீச்சின் கீழ் கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் நீரிலிருந்து கார்போஹைட்ரேட்டுகள் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒளிச்சேர்க்கையுடன் கூடிய ஒரு வரைபடத்தை இயற்கை வழங்குகிறது.
இருப்பினும், பல நொதிகள் மற்றும் ஒளி-அறுவடை ஆண்டெனாக்களை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான அமைப்பை நம்பியதன் மூலம், இந்த செயல்முறை உள்ளார்ந்த முறையில் குறைந்த சூரிய ஆற்றல் மாற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளது. செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகள் நீண்டகால அறிவியல் நோக்கமாக இருந்து, நிலையான வேதியியலுக்கு சாத்தியமான தீர்வுகளை வழங்குகின்றன.
சிகாகோ பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியர். வென்பின் லின் தலைமையிலான குழு, கட்டமைப்புப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை அமைப்புகளை உருவாக்கும் பணியில் ஈடுபட்டுள்ளது—உலோகம் மற்றும் கரிம கட்டுமானத் தொகுதிகளின் குறிப்பிட்ட காலப் பிணைப்பினால் உருவாக்கப்பட்ட நுண்ணிய பொருட்களின் ஒரு வகை.
இந்த பொருட்களை வகைப்படுத்த அதிநவீன நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், அத்தகைய செயற்கை அமைப்புகள் மூலக்கூறு மட்டத்தில் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் பற்றிய ஆழமான புரிதலை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பெற்றுள்ளனர். இந்த அறிவு பல்வேறு ஒளி-உந்துதல் எதிர்வினைகளுக்கு பொருட்களை நன்றாக மாற்றியமைக்க அனுமதித்தது.
இல் வெளியிடப்பட்ட ஒரு சிறுபார்வையில் கார்பன் எதிர்காலம் செப்டம்பர் 13, 2024 அன்று, முக்கிய முன்னேற்றங்கள் மற்றும் எதிர்கால வாய்ப்புகளை முன்னிலைப்படுத்துவதற்காக, செயற்கை ஒளிச்சேர்க்கை மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கையில் அவர்களின் சமீபத்திய சாதனைகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தொகுத்தனர்.
“இயற்கையானது சிக்கலான மூலக்கூறுகளை உருவாக்க உயிரினங்களில் துல்லியமான வேதியியலை செய்கிறது, பெரும்பாலும் செயல்திறனை தியாகம் செய்வதன் மூலம்” என்று பேராசிரியர் வென்பின் லின் கூறினார்.
“இன்று நாம் எதிர்கொள்ளும் சவால்களை எதிர்கொள்ள இயற்கையை விஞ்ச வேண்டும், அதிர்ஷ்டவசமாக, கட்டமைப்புப் பொருட்களின் கட்டமைப்புகள் மற்றும் கலவைகள் மீது துல்லியமான கட்டுப்பாட்டுடன், அவற்றின் ஒரே மாதிரியான ஒப்புமைகளை கணிசமாக விஞ்சும் செயற்கை அமைப்புகளை நாங்கள் உருவாக்கியுள்ளோம்.”
கட்டமைப்புப் பொருட்களின் இரசாயன மாற்றங்கள் ஒளிச்சேர்க்கை போன்ற எதிர்வினைகளில் அவற்றின் செயல்திறனை எவ்வாறு நன்றாக மாற்றியமைக்க முடியும் என்பதை மதிப்பாய்வு விளக்குகிறது.
இந்த இலக்குகளை நிறைவேற்ற, குழு அத்தியாவசிய கூறுகளை அடையாளம் கண்டு அவற்றின் பாத்திரங்களை சரிபார்த்தது. ஃபோட்டோசென்சிடிசர்கள், குளோரோபில்ஸ் போன்றவை ஒளி ஆற்றலை உறிஞ்சுகின்றன. வினையூக்கிகள், என்சைம்கள் போன்றவை, இரசாயன எதிர்வினைகளை இயக்க இந்த ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகின்றன. கவனமாகப் பொருந்திய ஆற்றல் மற்றும் எலக்ட்ரான் பரிமாற்ற இயக்கவியல் கொண்ட இந்த ஒளிச்சேர்க்கைகள் மற்றும் வினையூக்கிகள் கட்டமைப்புப் பொருட்களில் இணைக்கப்பட்டன.
“சரியான ஒளிச்சேர்க்கைகள் மற்றும் வினையூக்கிகளை கட்டமைப்பின் பொருட்களில் இணைப்பது, தீர்வுகளில் உள்ள ஒளிச்சேர்க்கைகள் மற்றும் வினையூக்கிகளின் எளிய கலவைகள் மீது அளவை விட அவற்றின் செயல்திறனை மேம்படுத்த முடியும்” என்று லின் விளக்கினார்.
இந்த பொருட்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு டஜன் வகையான ஒளிச்சேர்க்கை எதிர்வினைகளில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களை குழு நிரூபித்தது. மேம்பாடு ஒரு “முன்-அமைப்பு” விளைவிலிருந்து உருவாகிறது, இது இயற்கை அமைப்புகளிலும் காணப்படுகிறது, அங்கு ஒளிச்சேர்க்கைகள் மற்றும் வினையூக்கிகள் இரசாயன எதிர்வினைகளை அதிகரிக்க குறிப்பிட்ட நிலைகளில் ஏற்பாடு செய்யப்படுகின்றன.
கட்டமைப்பின் பொருட்கள் மையவிலக்கு அல்லது வடிகட்டுதல் மூலம் எதிர்வினை கலவைகளிலிருந்து எளிதாக மீட்டெடுக்கப்படுகின்றன. மீட்டெடுக்கப்பட்ட பொருட்கள் வினையூக்க செயல்பாடுகளை இழக்காமல் அடுத்தடுத்த எதிர்வினைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு எடுத்துக்காட்டில், வினையூக்க செயல்திறனின் சிதைவு இல்லாமல் கார்டியோடோனிக் ஏஜெண்டின் ஒரு-பாட் தொகுப்பின் எட்டு சுழற்சிகளில் கட்டமைப்பின் பொருள் பயன்படுத்தப்பட்டது.
“இந்த முன்னேற்றம் மருந்துகள் மற்றும் பிற மதிப்பு கூட்டப்பட்ட பொருட்களின் நிலையான தொகுப்புக்கான பெரும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது என்று நாங்கள் நம்புகிறோம், மேலும் இந்த ஆராய்ச்சி முயற்சிகள் மிகவும் நிலையான எதிர்காலத்திற்கு பங்களிக்கும்” என்று லின் கூறினார்.
“நாங்கள் இங்கு கற்றுக்கொண்ட கொள்கைகள் பல அமைப்புகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.” அவர்களின் மதிப்பாய்வு மற்ற ஆராய்ச்சியாளர்களை மூலக்கூறு மட்டத்தில் பிற வினையூக்கி பொருட்களை பகுத்தறிவுடன் வடிவமைக்க ஊக்குவிக்கும் என்று குழு நம்புகிறது.
முதல் எழுத்தாளர் யிங்ஜி ஃபேன் (Ph.D. '24, இப்போது UC பெர்க்லியில் முதுகலை அறிஞர்).
மேலும் தகவல்:
யிங்ஜி ஃபேன் மற்றும் பலர், நிலையான ஒளிச்சேர்க்கைக்கான பல்செயல்பாட்டு கட்டமைப்புப் பொருட்களின் பகுத்தறிவு வடிவமைப்பு, கார்பன் எதிர்காலம் (2024) DOI: 10.26599/CF.2024.9200018
சிங்குவா பல்கலைக்கழக அச்சகத்தால் வழங்கப்பட்டது
மேற்கோள்: நிலையான ஒளிச்சேர்க்கைக்கான மல்டிஃபங்க்ஸ்னல் ஃப்ரேம்வொர்க் பொருட்களை வடிவமைத்தல் (2024, செப்டம்பர் 28) 28 செப்டம்பர் 2024 இல் NVg இலிருந்து பெறப்பட்டது
இந்த ஆவணம் பதிப்புரிமைக்கு உட்பட்டது. தனிப்பட்ட ஆய்வு அல்லது ஆராய்ச்சியின் நோக்கத்திற்காக எந்தவொரு நியாயமான கையாளுதலைத் தவிர, எழுத்துப்பூர்வ அனுமதியின்றி எந்தப் பகுதியையும் மீண்டும் உருவாக்க முடியாது. உள்ளடக்கம் தகவல் நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே வழங்கப்படுகிறது.