科学家将一种新型多孔材料描述为“笼中的笼”，这种材料的分子结构独特，可用于捕获二氧化碳和另一种更强的温室气体。

该团队声称，这种材料由英国和中国的研究人员在实验室合成，分两步制成，通过反应将三棱柱状的构建块组装成更大、更对称的四面体笼，从而产生第一种此类分子结构。

由此产生的材料具有丰富的极性分子，以很强的亲和力吸引并留住二氧化碳（CO2）等温室气体。它在水中也表现出极好的稳定性，这对于它在工业环境中从潮湿或潮湿的气流中捕获碳至关重要。

“这是一个令人兴奋的发现，”爱丁堡赫瑞瓦特大学的材料科学家、该研究的资深作者马克·利特尔（Marc Little）说，“因为我们需要新的多孔材料来帮助解决社会面临的最大挑战，比如捕获和储存温室气体。”

虽然没有进行大规模测试，但实验室实验表明，这种新型笼状材料也能大量吸收六氟化硫（SF6），而根据政府间气候变化专门委员会的说法，六氟化硫是最有效的温室气体。

二氧化碳会在大气中停留5-200年，SF6可以在任何地方停留800 - 3200年。因此，尽管SF6在大气中的含量要低得多，但其极长的寿命使SF6在100年内的全球变暖潜能值约为二氧化碳的23500倍。

从大气中去除大量的SF6和二氧化碳，或者从一开始就阻止它们进入大气，是我们迫切需要做的事情，以控制气候变化。

研究人员估计，我们每年需要提取大约200亿吨二氧化碳来抵消只会上升的碳排放。

到目前为止，碳去除策略每年去除约20亿吨，但这主要是树木和土壤在做自己的事情。只有大约0.1%的碳去除量，每年约230万吨，要归功于新技术，如直接空气捕捉，它使用多孔材料从空气中吸收二氧化碳。

研究人员正忙于设计新材料来改善直接空气捕获，使其更有效、更节能，而这种新材料可能是另一种选择。但为了避免气候变化带来的最严重影响，我们需要比目前这些新兴技术更快地减少温室气体排放。

我们需要尽我们所能来解决这个全球性问题。然而，创造出结构如此复杂的材料并非易事，即使前体分子在技术上自行组装。

这种策略被称为超分子自组装。利特尔及其同事在他们发表的论文中解释说，它可以从更简单的构建块中产生化学连锁结构，但需要一些微调，因为“最佳反应条件通常不是直观明显的”。

最终的分子越复杂，合成就越困难，在这些反应中可能会发生更多的分子“混乱”。

为了掌握这些不可见的分子相互作用，研究人员使用模拟来预测他们的起始分子如何组装成这种新型多孔材料。他们考虑了潜在前体分子的几何形状，以及最终产品的化学稳定性和刚性。

除了吸收温室气体的潜力之外，研究人员表示，他们的新材料还可以用来去除空气中的其他有毒气体，比如挥发性有机化合物，这种化合物很容易从包括新车内部在内的表面变成蒸汽或气体。

利特尔说：“我们认为这项研究是未来解锁此类应用的重要一步。”

这项研究发表在《自然合成》杂志上。

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