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 lûdsyngenieur", sa't er it sels seit, is er net allinnich ynteressearre yn 'e reaksjes dy't yn himsels ûntsteane, mar ek yn it útlokjen fan nije.
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 ûntwurpen in katalysator om de reaksje dy't se woenen te rjochtsjen, en it barde. Bygelyks, koalstofdiokside kin wurde omset yn mierensoer, metanol of formaldehyde troch de juste katalysator te kiezen en te eksperimintearjen mei de reaksjebetingsten.
De oanpak fan Kong past goed by de "ûntdekkingsgedreven" oanpak fan Lancaster, sei Kyle Lancaster, heechlearaar skiekunde en gemyske biology (A&S) en fakulteit fan Kong. "Richard hie it idee om tin te brûken om syn skiekunde te ferbetterjen, wat noait yn myn skript stie," sei Lancaster. "It is in katalysator foar de selektive konverzje fan koalstofdiokside yn wat weardefollers, en koalstofdiokside krijt in soad minne parse."
Kong en syn meiwurkers hawwe koartlyn in systeem ûntdutsen dat, ûnder bepaalde omstannichheden, koalstofdiokside yn mierensoer omsette kin.
"Hoewol wy op it stuit net tichtby de nijste reaktiviteit binne, is ús systeem tige konfigurearber," sei Kong. "Sa kinne wy ​​djipper begjinne te begripen 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 - jo kinne molekulen rapper oanmeitsje."
As Klarman Fellow wurket Kong ek oan it omsetten fan nitraten, gewoane gifstoffen dy't yn wetterwegen sipelje, út it miljeu yn in ûnskealike stof, seit er.
Kong eksperimintearre mei gewoane ierdmetalen 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 binne ek dwaande mei it útfine hoe't wy katalysatoren meitsje kinne wêrby't twa fan dizze metalen mei-inoar ynteraksje hawwe," sei Kong. "Troch twa metalen yn it ramt te brûken, hokker soart reaksjes en nijsgjirrige fragen kinne wy ​​krije fan bimetallyske systemen?" "Gemeyske reaksje?"
Neffens Kong is steigerwurk de gemyske omjouwing wêryn dizze metalen wenje.
De ôfrûne 70 jier is de noarm west om ien metaalsintrum te brûken om gemyske transformaasjes te berikken, mar yn 'e lêste tsien jier of sa binne skiekundigen yn it fjild begûn mei it ûndersiikjen fan synergistyske ynteraksjes tusken twa gemysk ferbûne of oanswettende metalen. , sei Kong, "It jout jo mear graden fan frijheid."
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 in substraat bindt, mar bindingen goed brekt, kin wurkje mei in oar metaalsintrum dat bindingen min brekt, mar goed oan it substraat 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. "Guon echt unike en prachtige reaksjes begjinne te ûntstean op it mêd fan bimetallyske katalyse."
Kong sei dat der noch in soad ûnwissichheid is oer hoe't metalen oan elkoar bine yn molekulêre foarmen. Hy wie like entûsjast oer de skientme fan 'e skiekunde sels as oer de resultaten. Kong waard nei it laboratoarium fan Lancaster brocht fanwegen harren ekspertize yn röntgenspektroskopie.
"It is in symbioaze," sei Lancaster. "Röntgenspektroskopie holp Richard te begripen wat der ûnder de motorkap siet en wat tin benammen reaktyf en by steat makke ta dizze gemyske reaksje. Wy profitearje fan syn wiidweidige kennis fan 'e wichtichste groepskiekunde, dy't in nij fjild iepene hat."
It komt allegear del op basisskiekunde en ûndersyk, in oanpak dy't mooglik makke is troch it Open Klarman Fellowship, sei Kong.
"Meastentiids kin ik de reaksje yn it laboratoarium útfiere of oan 'e kompjûter sitte en it molekule simulearje," sei er. "Wy besykje in sa folslein mooglik byld te krijen fan gemyske aktiviteit."