京都大學、東京大學和中國
江蘇師范大學的研究者們組成的研究團隊，共同開發了一種選擇性地捕獲二氧化碳（CO2）分子并將其有效轉化為有用有機材料的新材料。該成果于2019年9月25日發表在《自然通訊》雜志上。
日中聯合開發出選擇性捕獲二氧化碳并轉換為有機材料的新材料
圖1. 這種新型的多孔配位聚合物含有螺旋槳狀的分子結構，能夠選擇性地捕獲CO2，并將其有效地轉化為有用的碳材料。 （插圖由Izumi Mindy Takamiya提供）
人類消耗化石燃料導致全球二氧化
碳排放量上升，從而引起了全球變暖和氣候變化等嚴重
問題。解決該類問題的一種辦法是從大氣中捕獲和隔離碳，但是目前所有的方法都需要消耗大量的能量。 CO2的低反應性使其難以被有效捕獲和轉化。
“我們成功設計了一種對CO2分子具有高親和力的多孔材料，可以將其快速有效地轉化為有用的有機材料。” 京都大學集成細胞材料科學研究所（iCeMS）的材料化學家大竹研一說道。該材料是一種多孔配位聚合物（PCP，也稱為MOF-金屬有機骨架），一種由金屬鋅離子組成的骨架。研究人員使用X射線結構分析對該材料進行探測發現，該材料能夠選擇性地捕獲CO2分子，且其捕獲效率是其他PCP材料的十倍以上。該材料含有一種有機成分，這種成分具有螺旋槳狀的分子結構。當CO2分子靠近該結構時，它們會進行旋轉并重新排列以使CO2得到捕集，進而引起PCP中分子通道的細微變化。這種變化使該PCP充當分子篩，通過大小和形狀識別與篩選分子。 PCP可以重復利用，即使經過10個反應循環，催化效率也未降低。
京都大學材料化學家北川進說：“最綠色環保的碳捕獲方法之一是將二氧化碳循環利用并將其制成具有高價值的化學品，例如可用于石油
化工和制藥業的環狀碳酸酯。” 捕獲碳后，轉換制成的材料可用于制造聚氨酯。聚氨酯具有廣泛的用途，包括用于服裝、家用電器和包裝材料。該研究工作彰顯出多孔配位聚合物在捕獲二氧化碳并將其轉化為有用材料方面的潛力，為今后碳捕獲材料的研究開辟了新道路。
