Хемиски реакции се случуваат околу нас цело време - очигледно е кога ќе размислите за тоа, но колкумина од нас го прават тоа кога ќе запалиме автомобил, ќе свариме јајце или ќе го ѓубриме нашиот тревник?
Експертот за хемиска катализа, Ричард Конг, размислувал за хемиските реакции. Во својата работа како „професионален штимер“, како што вели тој, тој не е заинтересиран само за реакциите што произлегуваат сами по себе, туку и за идентификување на нови реакции.
Како стипендист на „Кларман“ по хемија и хемиска биологија на Колеџот за уметности и науки, Конг работи на развој на катализатори кои ги поттикнуваат хемиските реакции да доведат до посакувани резултати, создавајќи безбедни, па дури и производи со додадена вредност, вклучувајќи ги и оние што можат да имаат позитивно влијание врз здравјето на луѓето. Среда.
„Значителен број хемиски реакции се одвиваат без помош“, рече Конг, осврнувајќи се на ослободувањето на јаглерод диоксид кога автомобилите согоруваат фосилни горива. „Но, сè посложените хемиски реакции не се случуваат автоматски. Тука доаѓа до израз хемиската катализа.“
Конг и неговите колеги развиле катализатори за да ги насочат реакциите што сакале да се случат. На пример, јаглерод диоксидот може да се претвори во мравја киселина, метанол или формалдехид со избирање на вистинскиот катализатор и експериментирање со условите на реакција.
Според Кајл Ланкастер, професор по хемија и хемиска биологија (A&S) и модератор на Конг, пристапот на Конг добро се вклопува со пристапот „воден од откритија“ на лабораторијата на Ланкастер. „Ричард ја имаше идејата да користи калај за да ја подобри својата хемија, што никогаш не беше во мојот сценарио“, рече Ланкастер. „Тој има катализатор кој може селективно да го претвори јаглерод диоксидот, за кој многу се зборува во печатот, во нешто повредно“.
Конг и неговите соработници неодамна открија систем кој, под одредени услови, може да го претвори јаглерод диоксидот во мравја киселина.
„Иако сè уште не сме најсовремени во однос на одзивот, нашиот систем е многу прилагодлив“, рече Конг. „На овој начин, можеме да почнеме подлабоко да разбираме зошто некои катализатори работат побрзо од другите, зошто некои катализатори се по природа подобри. Можеме да ги прилагодиме параметрите на катализаторите и да се обидеме да разбереме што ги прави овие работи да работат побрзо, бидејќи колку побрзо работат, толку подобро работат, толку побрзо можете да создадете молекули.“
Како стипендист на Кларман, Конг работи и на отстранување на нитратите, вообичаено ѓубриво кое токсично се пробива во водните патишта, од животната средина и нивно претворање во побезопасни супстанции, рече тој.
Конг експериментирал со користење на метали пронајдени во земјата, како што се алуминиум и калај, како катализатори. Металите се евтини, нетоксични и изобилуваат во земјината кора, па затоа нивната употреба нема да претставува проблеми со одржливоста, рече тој.
„Исто така, работиме на тоа како да направиме катализатори каде што два метала комуницираат едни со други“, рече Конг. „Со користење на два метала во една рамка, какви реакции и интересни хемиски процеси можеме да добиеме од биметални системи?“
Шумите се хемиската средина што ги содржи овие метали - тие се клучни за отклучување на потенцијалот на овие метали да ја вршат својата работа, исто како што ви е потребна вистинската облека за вистинското време, рече Конг.
Во последните 70 години, стандардот беше да се користи еден метален центар за да се постигнат хемиски транзиции, но во последната деценија или слично, хемичарите во оваа област почнаа да го истражуваат спојувањето на два метала, или хемиски или во непосредна близина. Прво, вели Конг, „тоа ви дава повеќе степени на слобода“.
Овие биметални катализатори им даваат можност на хемичарите да комбинираат метални катализатори врз основа на нивните силни и слаби страни, вели Конг. На пример, метален центар кој слабо се врзува за подлогите, но добро ги раскинува врските, може да работи со друг метален центар кој слабо ги раскинува врските, но добро се врзува за подлогите. Присуството на вториот метал, исто така, влијае на својствата на првиот метал.
„Можете да почнете да го добивате она што го нарекуваме синергистички ефект помеѓу двата метални центри“, рече Конг. „Полето на биметалната катализа веќе почнува да покажува навистина единствена и прекрасна реактивност.“
Конг рече дека сè уште има многу двосмислености околу тоа како металите се врзуваат едни со други во молекуларните соединенија. Тој беше возбуден од убавината на самата хемија колку што беше и од резултатите. Конг беше донесен во Ланкастер Лабораториите поради нивната експертиза во рендгенската спектроскопија.
„Тоа е симбиоза“, рече Ланкастер. „Рентгенската спектроскопија му помогна на Ричард да разбере што се случува зад сцената и што го прави калајот особено реактивен и способен за оваа хемиска реакција. Имавме корист од неговото широко познавање на хемијата на главните групи, што ѝ отвори врата на групата кон нова област.“
Сè се сведува на основна хемија и истражување, вели Конг, а овој пристап е овозможен благодарение на стипендијата „Отворен Кларман“.
„Во еден типичен ден, можам да следам реакции во лабораторија или да седам пред компјутер кој симулира молекули“, рече тој. „Се обидуваме да добиеме што е можно поцелосна слика за хемиската активност.“