សម្ភារៈប្រហោង - គន្លឹះក្នុងការជួយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រឈ្នះរង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាឆ្នាំ 2025

(ដាន់ទ្រី) - រង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាឆ្នាំ 2025 ទើបតែផ្តល់កិត្តិយសដល់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របីនាក់ដែលបានបង្កើតក្របខណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គ បើកយុគសម័យថ្មីសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាក្នុងការរក្សាទុក បំបែក និងដំណើរការសារធាតុនៅកម្រិតម៉ូលេគុល។

នៅរសៀលថ្ងៃទី 8 ខែតុលា រាជបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រ ស៊ុយអែតបានប្រកាសថា រង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាឆ្នាំ 2025 បានទៅអ្នកវិទ្យាសាស្ត្របីនាក់គឺ Susumu Kitagawa, Richard Robson និង Omar M. Yaghi សម្រាប់ការរួមចំណែកត្រួសត្រាយរបស់ពួកគេក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ក្របខ័ណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គ (MOFs) ។

រូបភាពរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របីរូបដែលបានឈ្នះរង្វាន់ណូបែលឆ្នាំ 2025 ផ្នែកគីមីវិទ្យា។

យោងតាមសភាណូបែល នេះគឺជាចំណុចរបត់មួយសម្រាប់ការបង្កើតភាសាថ្មីទាំងស្រុងនៃវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារ។ លោហធាតុ និងសមាសធាតុសរីរាង្គត្រូវបានភ្ជាប់យ៉ាងស្និទ្ធស្នាលដើម្បីបង្កើតជាបណ្តាញ porous ដែលមានសមត្ថភាពរក្សាទុក បំបែក និងបំប្លែងម៉ូលេគុល ដែលជាទិសដៅដែលត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបដិវត្តន៍ក្នុងថាមពលទំនើប បរិស្ថាន និងបច្ចេកវិទ្យាគីមី។

ការរួមបញ្ចូលគ្នាដ៏អស្ចារ្យនៃលោហៈ និងសរីរាង្គ

រចនាសម្ព័ន្ធលោហៈ - សរីរាង្គ គឺជារចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលបង្កើតឡើងដោយអ៊ីយ៉ុងដែកឬចង្កោមដែកដែលភ្ជាប់ទៅនឹងតំណភ្ជាប់សរីរាង្គនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានបញ្ជាទិញម្តងទៀតបង្កើតជាបណ្តាញបីវិមាត្រ។

នៅក្នុងចន្លោះរវាងថ្នាំងដែក និងម៉ូលេគុលផ្សារភ្ជាប់ មានចន្លោះប្រហោងធំៗ ដែលធ្វើឲ្យសម្ភារៈនេះមានភាពផុយស្រួយខ្លាំង។ មិនដូចវត្ថុធាតុរឹងបែបប្រពៃណីទេផ្ទៃនៃគ្រោងដែក - សរីរាង្គអាចឈានដល់រាប់ពាន់ម៉ែត្រការ៉េក្នុងមួយក្រាម។

រចនាសម្ព័នប្រហោងក្នុងក្របខណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គ (រូបថត៖ MOF Technologies)។

ថ្លែងទៅកាន់ទស្សនាវដ្ដី Chemistry World ក្នុងឆ្នាំ 2017 សាស្រ្តាចារ្យ Omar Yaghi បាននិយាយថា porosity នៃ MOFs មួយចំនួនអាចឡើងដល់ 10,000 m2/g (ធំជាងវត្ថុធាតុ porous ផ្សេងទៀត 10 ដង) MOF មួយក្រាមអាចមានផ្ទៃខាងក្នុងស្មើនឹងទីលានបាល់ទាត់អាមេរិកចំនួនពីរ។ វាគឺជាលក្ខណៈនេះដែលផ្តល់ឱ្យ MOFs នូវសមត្ថភាពក្នុងការស្រូបយក រក្សាទុក ឬបំបែកម៉ូលេគុលក្នុងលក្ខណៈគ្រប់គ្រង ប្រសើរជាងវត្ថុធាតុ porous ផ្សេងទៀតដូចជា zeolite ឬ silica ។

យោងតាមគណៈកម្មាធិការណូបែល ទាំងនេះគឺជា "សម្ភារៈដែលមានភាពផុយស្រួយដែលមិនធ្លាប់មាននៅក្នុងធម្មជាតិ ប៉ុន្តែនៅតែរក្សាបាននូវស្ថេរភាព និងនិរន្តរភាពនៃរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់របស់ពួកគេ" ។ សូមអរគុណដល់សមត្ថភាពក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នានូវភាពបត់បែននៃសមាសធាតុសរីរាង្គជាមួយនឹងភាពធន់នៃលោហធាតុ ក្របខ័ណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គបានក្លាយជាការច្នៃប្រឌិតដ៏សំខាន់បំផុតមួយនៃគីមីវិទ្យាសតវត្សទី 21 ។

ពីគំនិតទៅបដិវត្តន៍វិទ្យាសាស្ត្រ

ការអភិវឌ្ឍន៍នៃក្របខណ្ឌលោហធាតុ-សរីរាង្គ គឺជារឿងដែលមានរយៈពេលជាង 3 ទសវត្សរ៍ ដោយចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការពិសោធន៍ដំបូងរបស់លោក Richard Robson នៅសាកលវិទ្យាល័យ Melbourne (អូស្ត្រាលី) នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 ។

គាត់បានត្រួសត្រាយផ្លូវក្នុងការសាងសង់ក្របខណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គដំបូង ដោយដឹងថាការភ្ជាប់អ៊ីយ៉ុងដែកទៅនឹងម៉ូលេគុលសរីរាង្គអាចបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ដែលលាតសន្ធឹងក្នុងវិមាត្រមួយ ពីរ ឬបី។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វត្ថុធាតុដើមទាំងនេះជារឿយៗមិនស្ថិតស្ថេរ និងដួលរលំនៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងសារធាតុរំលាយ ឬសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។

អ៊ីយ៉ុងលោហធាតុ និងម៉ូលេគុលសរីរាង្គត្រូវបានរួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្នដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធស្រដៀងនឹងក្របខ័ណ្ឌ tetrahedral លោហធាតុ (រូបភាព៖ រាជបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រស៊ុយអែត)។

នៅពាក់កណ្តាលទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1990 លោក Susumu Kitagawa បន្ទាប់មកនៅសាកលវិទ្យាល័យ Kyoto បានបង្ហាញថា ឧស្ម័នអាចជ្រាបចូល និងផ្លាស់ទីក្នុងក្របខណ្ឌគ្រីស្តាល់លោហៈដែលគាត់បានបង្កើត។ នេះ​ជា​របកគំហើញ​ដ៏​សំខាន់​មួយ ដែល​បង្ហាញ​ជា​លើក​ដំបូង​ថា​វត្ថុធាតុ​រឹង​អាច​ធ្វើ​អន្តរកម្ម​យ៉ាង​ស្វាហាប់​ជាមួយ​នឹង​វត្ថុ​ជុំវិញ​របស់​វា។

ក្នុងអំឡុងពេលនេះផងដែរ លោក Omar M. Yaghi ដែលជាអ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិអាមេរិកវ័យក្មេង បានបង្កើតវិធីសាស្ត្រសំយោគដែលបង្កើតបាននូវរចនាសម្ព័ន្ធដែក-សរីរាង្គដែលមានស្ថេរភាពកម្ដៅ ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធដែលបានកំណត់យ៉ាងជាក់លាក់។ គាត់បានដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់គោលគំនិតនៃ "គីមីវិទ្យា reticular" ដែលជាវិធីសាស្រ្តដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការភ្ជាប់ដោយចេតនានៃប្លុកអគារម៉ូលេគុលដើម្បីបង្កើតបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់ជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិដែលបានកំណត់ទុកជាមុន។

រចនាសម្ព័ន្ធនៃសម្ភារៈស្ថេរភាព MOF-5 - បង្កើតឡើងដោយ Yaghi - មានចន្លោះគូប (រូបភាព: រាជបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រស៊ុយអែត) ។

សូមអរគុណចំពោះការរួមចំណែករបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របីនាក់ វិស័យស្រាវជ្រាវថ្មីនេះបានអភិវឌ្ឍទៅជាទិសដៅឯករាជ្យមួយនៅក្នុងគីមីសាស្ត្រនៃវត្ថុធាតុដើមទំនើប ជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធក្របខ័ណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គរាប់ម៉ឺនត្រូវបានសំយោគ និងអនុវត្តក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ជាច្រើន។

កម្មវិធីបន្ថែមនៃការច្នៃប្រឌិតនៃសតវត្ស

ការស្រាវជ្រាវបង្ហាញថា ដោយសារលក្ខណៈសម្បត្តិ "ផុយស្រួយ ប៉ុន្តែរឹងមាំ" របស់ពួកគេ ក្របខណ្ឌលោហធាតុ-សរីរាង្គអាចដើរតួនាទីជាច្រើនដែលពីមុនមិនអាចទៅរួចសម្រាប់វត្ថុធាតុរឹង។

សេចក្តីប្រកាសព័ត៌មានរបស់គណៈកម្មាធិការណូបែលបាននិយាយថា ក្របខណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីស្រូបយក និងរក្សាទុក CO₂ នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ porous របស់ពួកគេ ដោយជួយកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់។ ក្របខ័ណ្ឌសរីរាង្គ-លោហៈមួយចំនួនអាចចាប់យកចំហាយទឹកពីខ្យល់ស្ងួត វាលខ្សាច់ ដោយប្រើតែសំណើមធម្មជាតិនៅក្នុងខ្យល់ បំប្លែងថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យទៅជាទឹកស្អាត។ នេះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ចាត់​ទុក​ថា​ជា​បច្ចេកវិទ្យា​ដ៏​មាន​ប្រយោជន៍​សម្រាប់​តំបន់​ដែល​មាន​ធនធាន​ទឹក​ខ្វះខាត។

សូមអរគុណចំពោះផ្ទៃខ្ពស់ និងការជ្រើសរើសរបស់ពួកគេ MOFs ក៏ត្រូវបានគេប្រើដើម្បីច្រោះសមាសធាតុសរីរាង្គដែលងាយនឹងបង្កជាហេតុ យកលោហៈធ្ងន់ ឬសារធាតុគីមីពុលចេញពីទឹកសំណល់ និងឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូដាច់ដោយឡែកពីគ្នាដូចជា អេលីយ៉ូម ឬអ៊ីដ្រូសែន។ ឥឡូវ​នេះ អ្នក​វិទ្យាសាស្ត្រ​កំពុង​ស្វែង​រក​ក្រប​ខ័ណ្ឌ​សរីរាង្គ​លោហៈ​សម្រាប់​ផ្ទុក​ថាមពល ជាពិសេស​អ៊ីដ្រូសែន និង​មេតាន ដែល​ជា​ឥន្ធនៈ​ស្អាត​មាន​សក្តានុពល​ពីរ។

សមាជិកនៃមន្ទីរពិសោធន៍ស្រាវជ្រាវ Yaghi (រូបថត៖ University of California, Berkeley)។

គួរកត់សម្គាល់ថាសាស្រ្តាចារ្យ Omar Yaghi ក៏បានឈ្នះរង្វាន់ VinFuture ក្នុងឆ្នាំ 2021 ក្នុងប្រភេទ "អ្នកច្នៃប្រឌិតជាមួយនឹងសមិទ្ធិផលលេចធ្លោក្នុងវិស័យដែលកំពុងរីកចម្រើន" (អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រស្រាវជ្រាវលើវិស័យថ្មីៗ)។

ការស្រាវជ្រាវលើ MOFs ក៏ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាទិសដៅអភិវឌ្ឍន៍ដ៏មានសក្ដានុពលសម្រាប់វៀតណាមផងដែរ ដោយសារប្រទេសនេះកំពុងជំរុញការផ្លាស់ប្តូរបៃតង និងអភិវឌ្ឍសម្ភារៈទំនើបសម្រាប់ឧស្សាហកម្មថាមពល បរិស្ថាន និងជីវវេជ្ជសាស្ត្រ។

តាមរយៈកម្មវិធីដូចជា VinFuture InnovaConnect អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រវៀតណាមមានឱកាសតភ្ជាប់ដោយផ្ទាល់ជាមួយសហគមន៍ស្រាវជ្រាវអន្តរជាតិ ពង្រីកកិច្ចសហប្រតិបត្តិការក្នុងវិស័យដែលកំពុងរីកចម្រើនដូចជា MOFs អាគុយជំនាន់ក្រោយ ឬការចាប់យកកាបូន។

សាស្ត្រាចារ្យ Omar Yaghi ក្នុងពិធីប្រគល់រង្វាន់ VinFuture Prize ដំបូង។

ក្នុងអំឡុងពេលនៃការប្រកាសរង្វាន់ណូបែលឆ្នាំ 2025 សាស្រ្តាចារ្យ Heiner Linke ប្រធានគណៈកម្មាធិការណូបែលគីមីវិទ្យាបាននិយាយថា:

"ក្របខ័ណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គមានសក្ដានុពលដ៏ធំសម្បើម ដោយបើកឱកាសដែលមិនធ្លាប់មានពីមុនមក ដើម្បីបង្កើតសម្ភារៈវិស្វកម្ម ជាមួយនឹងលក្ខណៈពិសេសផ្ទាល់ខ្លួនសម្រាប់គោលបំណងថ្មីៗ។"

សម្ភារៈទាំងនេះសន្យាថានឹងជួយដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមជាសាកល ដូចជាការបំពុលបរិយាកាស ការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ កង្វះទឹកស្អាត និងការផ្ទុកថាមពលកកើតឡើងវិញ ដែលជាបញ្ហាប្រឈមនឹងមនុស្សជាតិក្នុងសតវត្សទី 21 ។

សារពីរង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាឆ្នាំ 2025

រង្វាន់ណូបែលគីមីវិទ្យាឆ្នាំ 2025 មិនត្រឹមតែផ្តល់កិត្តិយសដល់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រឆ្នើមបីនាក់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងផ្ញើសារដ៏ជ្រាលជ្រៅ ដែលជាវិធីថ្មីនៃការគិតក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រសម្ភារៈ៖ "ទទេ" លែងគ្រាន់តែជាមោឃៈគ្មានន័យទេ ប៉ុន្តែពោរពេញដោយសក្តានុពល។

តាមទស្សនវិស័យវិទ្យាសាស្ត្រ ការបង្កើតក្របខណ្ឌលោហៈ-សរីរាង្គតំណាងឱ្យការផ្លាស់ប្តូរពី ការរកឃើញ សម្ភារៈទៅការបង្កើតសម្ភារៈថ្មី។ មនុស្សលែងពឹងផ្អែកទាំងស្រុងលើធម្មជាតិទៀតហើយ ប៉ុន្តែអាចរចនាសម្ភារៈថ្មីជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធ និងមុខងារសម្រាប់គោលបំណងជាក់លាក់មួយ។

ឥទ្ធិពលនៃក្របខណ្ឌសរីរាង្គលោហធាតុមិនឈប់នៅកម្មវិធីបច្ចុប្បន្នទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍សម្ភារៈជំនាន់ថ្មីដូចជា៖ Covalent Organic Frameworks (COFs) និង Zeolitic Imidazolate Frameworks (ZIFs) - ជាមួយនឹងសមត្ថភាពស្រដៀងគ្នា ឬខ្ពស់ជាងនាពេលអនាគត។

រចនាសម្ព័ន្ធ MOF ជាច្រើនប្រភេទផ្សេងទៀតត្រូវបានសំយោគ ដែលនីមួយៗបម្រើមុខងាររបស់ខ្លួន (រូបថត៖ រាជបណ្ឌិត្យសភាវិទ្យាសាស្ត្រស៊ុយអែត)។

ពីមន្ទីរពិសោធន៍តូចៗដែលគ្រីស្តាល់ដំបូងត្រូវបានដាំដុះ ដល់ចក្ខុវិស័យនៃប្រព័ន្ធសម្ភារៈដែលអាចត្រងឧស្ម័នពុល "ច្របាច់ទឹក" ពីខ្យល់ និងរក្សាទុកថាមពល ដំណើរឆ្ពោះទៅរកការបង្កើតក្របខ័ណ្ឌសរីរាង្គលោហៈជាឧទាហរណ៍នៃស្មារតីនៃវិទ្យាសាស្ត្រទំនើប៖ ការច្នៃប្រឌិត ការសហការអន្តរកម្មសិក្សា និងជំរុញតម្លៃប្រកបដោយនិរន្តរភាព។

ប្រភព៖ https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vat-lieu-rong-chia-khoa-giup-cac-nha-khoa-hoc-gianh-nobel-hoa-hoc-2025-20251009215157748.htm