科學家將一種新型多孔材料描述爲“籠中的籠”，這種材料的分子結構獨特，可用于捕獲二氧化碳和另一種更強的溫室氣體。

該團隊聲稱，這種材料由英國和中國的研究人員在實驗室合成，分兩步制成，通過反應將三棱柱狀的構建塊組裝成更大、更對稱的四面體籠，從而産生第一種此類分子結構。

由此産生的材料具有豐富的極性分子，以很強的親和力吸引並留住二氧化碳（CO2）等溫室氣體。它在水中也表現出極好的穩定性，這對于它在工業環境中從潮濕或潮濕的氣流中捕獲碳至關重要。

“這是一個令人興奮的發現，”愛丁堡赫瑞瓦特大學的材料科學家、該研究的資深作者馬克·利特爾（Marc Little）說，“因爲我們需要新的多孔材料來幫助解決社會面臨的最大挑戰，比如捕獲和儲存溫室氣體。”

雖然沒有進行大規模測試，但實驗室實驗表明，這種新型籠狀材料也能大量吸收六氟化硫（SF6），而根據政府間氣候變化專門委員會的說法，六氟化硫是最有效的溫室氣體。

二氧化碳會在大氣中停留5-200年，SF6可以在任何地方停留800 - 3200年。因此，盡管SF6在大氣中的含量要低得多，但其極長的壽命使SF6在100年內的全球變暖潛能值約爲二氧化碳的23500倍。

從大氣中去除大量的SF6和二氧化碳，或者從一開始就阻止它們進入大氣，是我們迫切需要做的事情，以控制氣候變化。

研究人員估計，我們每年需要提取大約200億噸二氧化碳來抵消只會上升的碳排放。

到目前爲止，碳去除策略每年去除約20億噸，但這主要是樹木和土壤在做自己的事情。只有大約0.1%的碳去除量，每年約230萬噸，要歸功于新技術，如直接空氣捕捉，它使用多孔材料從空氣中吸收二氧化碳。

研究人員正忙于設計新材料來改善直接空氣捕獲，使其更有效、更節能，而這種新材料可能是另一種選擇。但爲了避免氣候變化帶來的最嚴重影響，我們需要比目前這些新興技術更快地減少溫室氣體排放。

我們需要盡我們所能來解決這個全球性問題。然而，創造出結構如此複雜的材料並非易事，即使前體分子在技術上自行組裝。

這種策略被稱爲超分子自組裝。利特爾及其同事在他們發表的論文中解釋說，它可以從更簡單的構建塊中産生化學連鎖結構，但需要一些微調，因爲“最佳反應條件通常不是直觀明顯的”。

最終的分子越複雜，合成就越困難，在這些反應中可能會發生更多的分子“混亂”。

爲了掌握這些不可見的分子相互作用，研究人員使用模擬來預測他們的起始分子如何組裝成這種新型多孔材料。他們考慮了潛在前體分子的幾何形狀，以及最終産品的化學穩定性和剛性。

除了吸收溫室氣體的潛力之外，研究人員表示，他們的新材料還可以用來去除空氣中的其他有毒氣體，比如揮發性有機化合物，這種化合物很容易從包括新車內部在內的表面變成蒸汽或氣體。

利特爾說：“我們認爲這項研究是未來解鎖此類應用的重要一步。”

這項研究發表在《自然合成》雜志上。

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