Cabbiraadda heerkulka iyo heerarka nitrogen ee ciidda waxay muhiim u tahay nidaamyada beeraha laakiin in la ogaado iyaga oo aan midba midka kale ahayn way adag tahay in la sameeyo. Huanyu "Larry" Cheng, James L. Henderson, Jr. Memorial Associate Professor of Engineering Science and Mechanics at Penn State, ayaa hogaaminayay cilmi-baarayaasha horumarinta dareemayaasha badan ee cabbirka kuwaas oo si wax ku ool ah u kala saari kara heerkulka iyo calaamadaha nitrogen si mid kasta loo cabbiro. si sax ah. Natiijooyinka waxaa dhawaan daabacay Advanced Qalabka.
"Bacriminta hufan, waxaa loo baahan yahay kormeer joogto ah oo dhab ah xaaladaha ciidda, gaar ahaan ka faa'iidaysiga nitrogen iyo heerkulka ciidda" ayuu yiri Cheng. "Tani waxay lama huraan u tahay qiimaynta caafimaadka dalagga, yaraynta wasakheynta deegaanka iyo horumarinta beeraha waara oo sax ah."
Isticmaalka nitrogen sida bacrin ahaan waa wax caadi ah beeraha, ujeedaduna waa in la isticmaalo qadarka ugu habboon ee wax soo saarka dalagga ugu fiican. Marka nitrogen aad u yar la isticmaalo, wax-soo-saarka dalagga waxa laga yaabaa inuu ka yaraado sida ugu wanaagsan. Marka wax badan la isticmaalo, bacriminta waa la lumiyaa, dhirtu way guban kartaa oo gaasaska nitrogen ee waxyeelada leh ayaa lagu sii daayaa deegaanka. Ogaanshaha saxda ah ee heerarka nitrogen-gaar ahaan, luminta nitrogen ee qaabka gaaska-waxay ka caawin kartaa beeralayda inay gaaraan heerar ugu wanaagsan ee bacriminta koritaanka dhirta.
"Korriinka dhirta sidoo kale waxaa saameeya heerkulka, kaas oo saameeya hababka jireed, kiimiko iyo microbiological ee ciidda," ayuu yiri co-qoraaga Li Yang, borofisar wax ka dhiga Dugsiga Sirdoonka Artificial ee Shiinaha ee Hebei University of Technology. "La socoshada joogtada ah waxay u saamaxdaa beeralayda inay horumariyaan xeelado iyo waxqabadyo marka heerkulku aad u kulul yahay ama aad u qabow yahay dalagyadooda."
Nasiib darro, labadaba gaasaska iyo heerkulka - oo ay weheliso kala duwanaanta qoyaanka qaraabada - waxay keeni karaan isbeddel ku yimaada akhriska caabbinta dareeraha, sidaas darteed dareemuhu ma kala saari karo iyaga. Hababka la dareemo ee heli kara gaaska nitrogen-ka iyo cabbirada heerkulka ka madax bannaan midba midka kale ayaa dhif ah la soo sheegaa, sida uu qabo Cheng.
Kooxda Cheng waxa ay nashqadeeyeen oo ay sameeyeen dareeraha wax-qabadka sare leh si ay gabi ahaanba u kala furfuraan ogaanshaha luminta nitrogen iyo heerkulka ciidda. Dareemka halbeegyada badan wuxuu ku salaysan yahay vanadium oxide-doped, xumbo graphene-ka leysarka. Vanadium oxide waxay soo jiidan kartaa oo la falgeli kartaa gaasta nitrogen, iyo doping dhismooyinka birta ah graphene ayaa sidoo kale lagu ogaaday in ay hagaajiso xayeysiinta gaaska iyo dareenka ogaanshaha.
Dareemka waxaa ku duuban xuub jilicsan kaas oo xannibaya qulqulka gaaska nitrogen si uu dareemehu uga jawaabo kaliya kala duwanaanshaha heerkulka. Intaa waxaa dheer, daboolka waa la saari karaa oo dareemaha wuxuu ku shaqeeyaa heerkul sarreeya. Haddii sidaas la sameeyo waxay meesha ka saaraysaa saamaynta qoyaanka qaraabada ah iyo heerkulka ciidda si loogu oggolaado cabbirka saxda ah ee gaasta nitrogen. Isku darka dareeraha daboolan iyo dareeraha aan la daboolin ayaa si buuxda u decouple heerkulka iyo gaasta nitrogen iyada oo aan la faragelin.
Dib u dhigista kala duwanaanta heerkulka iyo qiiqa nitrogen-ka sii daaya waxa loo adeegsan karaa qaabaynta iyo adeegsiga aaladaha kala duwan ee leh habab dareemida kala go'a ee beeraha saxda ah dhammaan xaaladaha cimilada, sida uu qabo Cheng.
"Awoodda lagu ogaanayo uruurinta oxide nitrogen aadka u hooseeya iyo kuwa yaryar heerkulka isbeddellada ayaa waddada u xaaraa horumarinta aaladaha elektiroonigga ah ee casriga ah oo leh habab dareemeed oo kala go'ay oo loogu talagalay beero sax ah, kormeer caafimaad iyo codsiyo kale,” Cheng ayaa yidhi.