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人工孔洞比天然還大 清大研究刊登國際科學期刊

人工孔洞比天然還大 清大研究刊登國際科學期刊

清大化學系教授王素蘭研究團隊利用人工合成方法製作出全球最大的七十二元環晶型奈米孔洞,超越天然界已知及人工合成上限,研究成果刊登在「科學(Science)」期刊;未來可應用在所有的孔洞物質上,例如可改善孔洞材料儲存氫氣,做出更高容量的氫電池等,進而廣泛用於行動裝置或交通工具等。

王素蘭指出,天然界存在如沸石等孔洞物質,其結構內部有○.三至○.七奈米大小的孔洞,可容許小分子進出,具有離子交換、氣體吸附或分離等性質。孔徑大小可用圍繞於洞口多面體的數目(簡稱元環數)來表示,目前人工合成的最大晶型通道為三十元環,天然界為三十六元環。

王素蘭研究團隊經過多年努力,取得一個有效的系統合成,可連續產生超大孔道的無機骨架,具有孔洞性孔徑範圍在○.七至二.五奈米之間,橫跨了微孔材料和進入中孔孔洞的範疇。這個系統孔洞環數大小有二十四環、二十八環、四十環、四十八環、五十六環、六十四環和七十二環,超越天然界已知與人工合成元環的極限,是全球最大通道的無機晶型結構。

王素蘭說,晶型奈米孔洞就像是一個分子篩,洞大就可以讓大一點的分子進去,孔洞也能經過修飾後縮小,讓小分子進出,功能性更強。她說,研究成果可應用在所有的孔洞物質上,例如核能廢水陽離子的處理與廢氣的吸收、煉製石油的催化劑等,孔洞材料還可儲存氫氣,做出更高容量氫電池。

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