Hybrid breathing metal-organic-framework (MOF) glasses for indoor air quality

Výzva	Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4
Hlavný riešiteľ	Orham Sisman
Prijímateľ	Trenčianska univerzita Alexandra Dubčeka
Celkový rozpočet	111 230,10 €
Príspevok poskytovateľa	111 230,10 €
Zdroj financovania	Plán obnovy a odolnosti
Začiatok realizácie	september 2024
Koniec realizácie	august 2026
Kategória výskumníka	R2
Vedná oblasť	Fyzikálne, technické vedy a matematika

Anotácia

Hybridné dýchacie sklá s kovovo-organickým rámom (MOF) pre kvalitu vzduchu v interiéri Abstrakt Projekt HyBreath Glass (HBG) predstavuje prelomové úsilie o revolúciu v kvalite vnútorného ovzdušia (AQ) vytvorením inteligentných okuliarov priepustných pre vzduch, ktoré sú schopné monitorovať a znižovať hladiny oxidu uhličitého (CO2) vo verejných vnútorných priestoroch. Projekt využíva jedinečné vlastnosti hybridných skiel s kovovým organickým rámom (MOF), konkrétne skiel so zeolitickým imidazolovým rámom (ZIF) vytvorených lisovaním za tepla pri vysokých teplotách. Tieto sklá MOF ponúkajú mikroporéznu štruktúru, ktorá umožňuje selektívnu permeáciu plynov bez prítomnosti hraníc zŕn. Najmä sklo ZIF-62 vykazuje vynikajúcu schopnosť tvorby skla vďaka svojej vyššej viskozite, vďaka čomu je ideálne pre túto inovatívnu aplikáciu. Tieto sklá sú obzvlášť účinné pri umožňovaní prechodu plynov s malými molekulárnymi kinematickými priemermi, ako je vodík a CO2, čo je kľúčové na monitorovanie hladín CO2 v interiéri. Srdcom projektu HBG je zabudovanie fotosyntetických elektroaktívnych materiálov, konkrétne metaloftalokyanínov (M-Pcs), do sklenenej matrice MOF. Tieto MPcs majú pozoruhodné elektrochemické, optické vlastnosti a vlastnosti na snímanie plynov, vďaka čomu sú ideálne na detekciu CO2 aj fotoelektrochemickú redukciu. Simuláciou prirodzených procesov fotosyntézy je cieľom projektu HBG vytvoriť inteligentné okná, ktoré dokážu aktívne „dýchať“ monitorovaním a znižovaním hladiny CO2 v rozsahu 100 až 5000 ppm. Tento prístup využíva všestrannosť a účinnosť derivátov M-Pc, čo umožňuje jemne vyladenú kontrolu elektrochemickej aktivity sklenenej matrice. Potenciálny vplyv projektu HBG na verejné zdravie je značný, pretože ponúka proaktívne riešenie na boj proti problémom kvality ovzdušia v interiéri. Tieto inteligentné okná by mohli zohrávať kľúčovú úlohu pri znižovaní zaťaženia verejného zdravia zabezpečením optimálneho vnútorného AQ, čím by prispeli k blahu obyvateľov budovy.