Gemyske reaksjes barre altyd om ús hinne - fanselssprekkend as jo deroer neitinke, mar hoefolle fan ús dogge it as wy in auto starte, in aai siede of ús gers bemeste?
Richard Kong, ekspert yn gemyske katalyse, hat neitocht oer gemyske reaksjes. Yn syn wurk as "profesjonele tuner", sa't er it seit, is hy net allinich ynteressearre yn reaksjes dy't op harsels ûntsteane, mar ek yn it identifisearjen fan nije reaksjes.
As Klarman Fellow yn Skiekunde en Gemyske Biology oan it College of Arts and Sciences wurket Kong oan it ûntwikkeljen fan katalysatoren dy't gemyske reaksjes nei winske útkomsten oandriuwe, wêrtroch feilige en sels wearde-tafoege produkten ûntsteane, ynklusyf dyjingen dy't in positive ynfloed kinne hawwe op 'e sûnens fan minsken. Woansdei.
"In flinke hoemannichte gemyske reaksjes fine sûnder help plak," sei Kong, ferwizend nei de frijlitting fan koalstofdiokside as auto's fossile brânstoffen ferbaarne. "Mar kompleksere en kompleksere gemyske reaksjes barre net automatysk. Hjir komt gemyske katalyse yn it spul."
Kong en syn kollega's ûntwikkelen katalysatoren om de reaksjes te rjochtsjen dy't se barre woene. Bygelyks, koalstofdiokside kin wurde omset yn mierensoer, metanol of formaldehyde troch de juste katalysator te kiezen en te eksperimintearjen mei reaksjebetingsten.
Neffens Kyle Lancaster, heechlearaar skiekunde en gemyske biology (A&S) en moderator fan Kong, past de oanpak fan Kong goed by de "ûntdekkingsgedreven" oanpak fan it laboratoarium fan Lancaster. "Richard hie it idee om tin te brûken om syn skiekunde te ferbetterjen, wat noait yn myn skript stie," sei Lancaster. "Hy hat in katalysator dy't koalstofdiokside, dêr't in soad oer praat wurdt yn 'e parse, selektyf omsette kin yn wat weardefollers."
Kong en syn meiwurkers hawwe koartlyn in systeem ûntdutsen dat, ûnder bepaalde omstannichheden, koalstofdiokside yn mierensoer omsette kin.
"Hoewol wy noch net de nijste technology binne op it mêd fan responsiviteit, is ús systeem tige oanpasber," sei Kong. "Op dizze manier kinne wy ​​djipper begripe wêrom't guon katalysatoren rapper wurkje as oaren, wêrom't guon katalysatoren ynherint better binne. Wy kinne de parameters fan 'e katalysatoren oanpasse en besykje te begripen wat dizze dingen rapper wurkje lit, want hoe rapper se wurkje, hoe better se wurkje, hoe rapper jo molekulen oanmeitsje kinne."
As Klarman Fellow wurket Kong ek oan it fuortheljen fan nitraten, in gewoane dongstof dy't giftich yn wetterwegen sijpelt, út it miljeu en se om te setten yn ûnskealiker stoffen, sei er.
Kong eksperimintearre mei it brûken fan metalen dy't yn 'e ierde fûn wurde, lykas aluminium en tin, as katalysatoren. De metalen binne goedkeap, net-giftich en oerfloedich oanwêzich yn 'e ierdkoarste, dus it brûken dêrfan sil gjin duorsumensproblemen opleverje, sei er.
"Wy wurkje ek oan hoe't wy katalysatoren meitsje kinne wêrby't twa metalen mei-inoar ynteraksje hawwe," sei Kong. "Troch twa metalen yn ien ramt te brûken, hokker reaksjes en nijsgjirrige gemyske prosessen kinne wy ​​krije fan bimetallyske systemen?"
Bosken binne de gemyske omjouwing dy't dizze metalen befettet - se binne krúsjaal om it potensjeel fan dizze metalen te ûntsluten om har wurk te dwaan, krekt lykas jo de juste klean nedich binne foar it juste waar, sei Kong.
De ôfrûne 70 jier is de standert west om ien metaalsintrum te brûken om gemyske oergongen te berikken, mar yn it lêste desennium of sa binne skiekundigen yn it fjild begûn mei it ûndersykjen fan 'e feriening fan twa metalen, of gemysk of yn tichtebyinoar. Earst, seit Kong, "It jout jo mear frijheidsgraden."
Dizze bimetallyske katalysatoren jouwe skiekundigen de mooglikheid om metaalkatalysatoren te kombinearjen op basis fan har sterke en swakke punten, seit Kong. Bygelyks, in metaalsintrum dat min oan substraten bindt, mar bindingen goed brekt, kin wurkje mei in oar metaalsintrum dat min bindingen brekt, mar goed oan substraten bindt. De oanwêzigens fan it twadde metaal beynfloedet ek de eigenskippen fan it earste metaal.
"Jo kinne begjinne te krijen wat wy in synergistysk effekt neame tusken de twa metaalsintra," sei Kong. "It fjild fan bimetallyske katalyse begjint al wat echt unike en prachtige reaktiviteit te sjen litten."
Kong sei dat der noch in soad ûndúdlikheden binne oer hoe't metalen oan elkoar bine yn molekulêre ferbiningen. Hy wie like entûsjast oer de skientme fan 'e skiekunde sels as oer de resultaten. Kong waard nei Lancaster Laboratories brocht fanwegen harren ekspertize yn röntgenspektroskopie.
"It is in symbioaze," sei Lancaster. "Röntgenspektroskopie holp Richard te begripen wat der efter de skermen barde en wat tin bysûnder reaktyf makket en by steat is ta dizze gemyske reaksje. Wy profitearren fan syn wiidweidige kennis fan 'e skiekunde fan wichtige groepen, wat de doar iepene foar de groep nei in nij gebiet."
It komt allegear del op basisskiekunde en ûndersyk, seit Kong, en dizze oanpak wurdt mooglik makke troch in Open Klarman-beurs.
"Op in typyske dei kin ik reaksjes yn it laboratoarium útfiere of oan in kompjûter sitte en molekulen simulearje," sei er. "Wy besykje in sa folslein mooglik byld te krijen fan gemyske aktiviteit."