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 звучен инженер“, како што самиот вели, тој е заинтересиран не само за реакциите што се јавуваат кај него, туку и за провоцирање на нови.
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 дизајнирале катализатор за да ја насочат реакцијата што ја сакале, и таа се случила. На пример, јаглерод диоксидот може да се претвори во мравја киселина, метанол или формалдехид со избирање на вистинскиот катализатор и експериментирање со условите на реакцијата.
Според Кајл Ланкастер, професор по хемија и хемиска биологија (A&S) и професор 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. „Тоа е катализатор за селективна конверзија на јаглерод диоксид во нешто повредно, а јаглерод диоксидот добива многу лоши критики во медиумите“.
Конг и неговите соработници неодамна открија систем кој, под одредени услови, може да го претвори јаглерод диоксидот во мравја киселина.
„Иако во моментов не сме блиску до најсовремена реактивност, нашиот систем е многу конфигурабилен“, рече Конг. „Значи, можеме да почнеме подлабоко да разбираме зошто некои катализатори работат побрзо од другите, зошто некои катализатори се по природа подобри. Можеме да ги подесиме параметрите на катализаторите и да се обидеме да разбереме што ги прави овие работи да работат побрзо, бидејќи колку побрзо работат, толку подобро - можете побрзо да создавате молекули.“
Како стипендист на Кларман, Конг работи и на претворање на нитрати, вообичаени ѓубрива што токсично се пробиваат во водните патишта, од животната средина во нешто безопасно, вели тој.
Конг експериментирал со вообичаени земјени метали како што се алуминиумот и калајот 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, откриваме како да направиме катализатори каде што два од овие метали комуницираат едни со други“, рече Конг. „Со користење на два метала во рамката, какви реакции и интересни прашања можеме да добиеме од биметалните системи?“ „хемиска реакција?“
Според Конг, скелето е хемиската средина во која се наоѓаат овие метали.
Во последните 70 години, нормата беше да се користи еден метален центар за да се постигнат хемиски трансформации, но во последната деценија или слично, хемичарите во оваа област почнаа да истражуваат синергистички интеракции помеѓу два хемиски врзани или континуирани метали. Конг рече: „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.
„Може да почнете да го добивате она што го нарекуваме синергистички ефект помеѓу двата метални центри“, рече Конг. „Некои навистина уникатни и прекрасни реакции почнуваат да се појавуваат во областа на биметалната катализа.“
Конг рече дека сè уште има голема неизвесност за тоа како металите се врзуваат едни со други во молекуларни форми. Тој беше возбуден од убавината на самата хемија колку што беше и од резултатите. Конг беше донесен во лабораторијата на Ланкастер поради нивната експертиза во рендгенската спектроскопија.
„Тоа е симбиоза“, рече Ланкастер. „Рентгенската спектроскопија му помогна на Ричард да разбере што се крие под хаубата и што го прави калајот особено реактивен и способен за оваа хемиска реакција. Ние имаме корист од неговото широко познавање на хемијата на главните групи, што се отвори во нова област.“
Сè се сведува на основна хемија и истражување, пристап овозможен од Отворената стипендија Кларман, рече Конг.
„Обично можам да ја спроведам реакцијата во лабораторија или да седнам пред компјутерот и да ја симулирам молекулата“, рече тој. „Се обидуваме да добиеме што е можно поцелосна слика за хемиската активност.“