为实现环境永续，科学家致力开发再生能源与碳捕捉技术，希望可借此减少全球碳排放与大气二氧化碳浓度，而近期美国匹兹堡大学则成功在碳捕捉技术有所突破，已研发出碳捕捉材料辨识与分析模型，有望加速设备研究进展，未来碳捕捉成本更有望降至每吨 50 美元以下。
碳捕捉技术就是收集燃煤、天然气发电厂或炼油厂、水泥厂等排放出来的二氧化碳，不让这些二氧化碳进入大气层与海洋，之后人们则可将二氧化碳封存至地底深处或是让二氧化碳摇身一变成可用产品，因此碳捕捉技术不仅可降低全球碳浓度，还有机会成为热门新兴产业。
而碳捕捉关键材料为混合基质薄膜，其由聚合物与无机粒子组成，主要功能为分离气体，只不过这种薄膜不易制造，聚合物与无机材料的特性差异会改变材料结合性，进而影响气体分离性能，再加上聚合物跟无机粒子的材料选项相当多，如何找到最佳配方一直以来都是科学家的重要课题。
对此，美国匹兹堡大学 Swanson 工程学院团队决定缩短材料搜寻时间，想要以金属有机框架（metal-organic framework，MOF）结构来打造新型混合基材薄膜。其中 MOF 是由无机金属与有机配位体自组装形成的架构，具有多孔性质与高比表面积，可以吸收大量的气体，不同的组成单元及官能基更会有不同的物理或化学性质，因此 MOF 除了用在碳捕捉技术，也能应用在电池电极或是催化剂，可说是多孔材料界的明日之星。
该团队已透过研究现有与理论的 MOF 制造方法，打造出混合基材薄膜数据库，内含100 万种混合基材薄膜资料，以及相对应的碳捕捉性能与成本。美国匹兹堡大学 Swanson 工程学院化学与石油工程助理教授 Christopher Wilmer 表示，团队也透过技术经济分析模拟出 1,153 种混合基材薄膜数据，这些薄膜的碳捕捉成本都已低于每吨 50 美元，未来有望成功打造出既便宜又高效的碳捕捉设备，缓解日益增加的二氧化碳量。
人们排放出来的二氧化碳 57% 会进入大气层，其余的则沉入海中造成海洋酸化，而国际能源总署在 2018 年公布一项坏消息，表示全球能源部门碳排放量在 2017 年达到新纪录后，2018 年又持续上升。
因此为了降低大气层二氧化碳浓度与爱护海洋，不少科学家都已投入碳捕捉研究。2018 年美国匹兹堡大学 Swanson 工程学院另一团队也成功研发出碳捕捉与转化技术，该团队运用 MOF 奈米材料来吸收大气层中的二氧化碳，并把二氧化碳与氢原子相结合，转化成化学品与燃料。假如这些科学家研究有成、顺利将实验结果商业化，或许可减缓全球温度暖化的速度。
- Pitt Engineers Identify Novel, Affordable CO2 Capture Materials for Coal Power Plants
- New breakthrough in nanotechnology that uses atmospheric carbon to make useful chemicals
（首图为以 MOF 当作架构的混合基质薄膜，来源：美国匹兹堡大学）
