과학자들은 세계 최초로 biochars의 다공성을 풀었습니다.

획기적인 작업은 환경 응용 프로그램을 위한 경로를 밝히고 방대한 양의 데이터에서 결과에 액세스합니다.

환경 응용 분야에서 중요할 수 있는 돌파구에서 연구자들은 "전례 없는" 방법을 통해 바이오 숯의 다공성을 이미지화했습니다. 오페 란도 영국의 국립 싱크로트론인 Diamond Light Source에서 사용 가능한 시설을 활용하는 실험.

로베르토 볼페(Roberto Volpe) 박사와 런던 퀸 메리 대학 및 유니버시티 칼리지 런던의 그의 팀이 Diamond와 협력하여 수행한 이 작업은 바이오매스의 열화학적 분해에 대한 기존 지식 격차를 극복하고 맞춤형 바이오 생산을 가능하게 할 수 있습니다. 우선 순위가 높은 환경 애플리케이션을 위한 문자. 다른 영역 중에서 biochars는 위험한 화학 물질이 토양과 물에 유출된 현장에서 청소 작업에 중요한 역할을 할 수 있습니다.

ExPaNDs- 유럽 개방형 과학 클라우드(EOSC) Photon 및 Neutron 데이터 서비스라는 European Horizon 2020 보조금의 지원을 받아 Diamond는 결과에 대한 액세스를 가속화하기 위해 싱크로트론에서 사용되는 새로운 데이터 집약적 기술에 대해 Volpe 박사와 협력했습니다.

Volpe 박사의 현재 연구는 다공성이 환경 응용의 핵심이기 때문에 아몬드 및 호두 껍질의 생 바이오매스에서 생성된 숯을 조사하고 식별하는 것과 관련이 있습니다. 이러한 숯의 형태를 맞춤화할 수 있는 능력은 에너지 저장, 촉매 작용, 물 및 토양 개선에 대한 저렴하고 재생 가능한 솔루션을 만들어 글로벌 문제를 해결하는 데 도움이 되는 큰 돌파구를 예고할 수 있습니다. 바이오 숯 생산 중 바이오매스의 형태를 추적하는 것이 이를 달성하기 위한 첫 번째 단계입니다.

오래된 과정 관찰
“우리가 하는 일은 아몬드와 호두 껍질을 열분해하여 숯 바이오매스를 만드는 것처럼 간단합니다. 바이오매스의 탄화 연구는 본질적으로 나무를 숯으로 바꾸는 인류의 시작으로 거슬러 올라가는 기술을 반영합니다. 그러나 우리 연구에서 프로세스는 모든 단계에서 모니터링되며 우리가 관심을 갖는 것은 생성되는 다공성입니다. 정확하게 가열함으로써 우리는 형성된 XNUMXg의 형성된 바이오 숯 내부의 복잡한 기공 네트워크에 접근 가능한 표면적을 천 제곱미터 이상 형성할 수 있습니다.”

그는 다음과 같이 덧붙였습니다. 그들은 거기에 갇힐 수 있습니다. 바이오매스 입자를 가열할 때 이 기공 네트워크의 진화를 추적하는 것이 핵심이며 이 작업의 진정한 참신함입니다.”

Diamond의 기존 빔타임 외에도 Volpe 박사는 ExPaND 보조금의 데이터 측면에서 협력하여 데이터 액세스를 가속화하는 새로운 프로세스를 개발하고 있습니다.

Volpe 박사는 ExPaNDs 및 Diamond 팀으로부터 자신의 데이터를 분석하는 데 도움을 받아 연구에 박차를 가했다고 말했습니다. 그는 이러한 거대한 데이터 세트의 데이터 마이닝은 새로운 분야이며 광범위한 협업이 필요하다고 말했습니다.

"이렇게 크고 복잡한 정보 세트를 공유하는 것은 어려운 일이며 ExPaNDS 보조금은 결과 및 투명성을 가속화하는 데 정말 유용한 데이터 관리를 제공하는 더 나은 방법을 식별하는 데 도움이 되었습니다."

Diamond의 과학 그룹 리더인 Paul Quinn 박사는 다음과 같이 설명합니다. “Diamond의 이미징 기술을 통해 팀은 작은 틈이나 기공을 검사하고 시간 경과 및 온도 변화에 따른 모든 변화를 추적할 수 있을 만큼 충분히 자세하게 고체 입자의 구조를 시각화할 수 있습니다. 이것은 우리가 이러한 모공의 진화와 복잡한 기하학에 대해 많은 세부 사항을 추출할 수 있음을 의미합니다. 이 결과는 열 처리된 바이오매스의 기본 거동을 밝히고 동시에 Volpe 박사와 그의 팀이 입자와 기공 형상을 온도와 고유하게 연관시킬 수 있도록 합니다.”

그는 이렇게 덧붙입니다. “이것은 우리 팀의 과학자들의 헌신으로 가능해진 위대한 업적입니다. Christoph Rau 박사와 실험 타당성에 대한 조언부터 정확한 환경과 최적의 X선 이미징 조건을 생성하기 위한 용광로의 실험 설정, 생성된 풍부한 데이터 마이닝에 이르기까지 복잡한 측정에 기여하고 지원한 많은 다른 사람들. ”

대규모 데이터 세트에 대한 FAIR 액세스 보장
매년 싱크로트론에서 페타바이트 규모의 데이터가 생성되기 때문에 이러한 방대한 데이터 세트와의 협업 및 조정된 접근 방식의 필요성은 대부분의 과학자와 연구원, 특히 영국과 유럽의 대규모 시설에서 일하는 사람들이 직면한 문제입니다. 이 데이터의 가치를 높이려면 궁극적으로 FAIR(Findable, Accessible, Interoperable and Reusable)라는 핵심 원칙을 따라야 합니다. 이러한 원칙은 궁극적으로 모든 사람에게 데이터를 공개하는 데 도움이 될 것입니다. ExPaNDS의 주요 목표는 실험의 반복을 방지하고 과학적 진보를 촉진하며 싱크로트론 데이터를 공정하게 만드는 데 도움이 되는 연구 데이터를 쉽게 찾고 공유할 수 있도록 하는 것입니다. ExPaNDS의 두 번째 목표는 공유 및 재사용을 지원하기 위해 데이터 관리에 대한 지침을 제공하는 것입니다.

ExPaNDS 프로젝트는 10개의 국가 Photon 및 Neutron 연구 인프라(PaN RI) 간의 협력입니다. 이 커뮤니티는 매우 다양한 데이터 관리 접근 방식으로 거의 모든 연구 분야를 다룹니다. 이것은 조화를 어렵게 만듭니다.

ExPaNDS 보조금의 주요 파트너인 DESY 이사회 의장인 Helmut Dosch 박사는 다음과 같이 말했습니다. 기후 변화와 질병 퇴치에 사용됩니다. 그러나이 데이터,이 정보는 우리에게 엄청난 양의 데이터와 함께 제공되며이 데이터를 유용한 정보와 지식으로 전환하는 방법에 대한 개념이 필요합니다. 올바른 사람이 필요합니다. 올바른 인프라가 필요하고 재정 자원이 필요합니다. 그러나 지식은 비싸지만 무지는 감당할 수 없다고 말할 수 있습니다.”

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• 출처: https://envirotecmagazine.com/2023/02/20/scientists-unravel-the-porosity-of-biochars-in-a-world-first/