Безнең тирәбездә гел химик реакцияләр бара - бу турыда уйлаганда ачык күренә, ләкин машинаны кабызганда, йомырка пешергәндә яки газонга ашлама сибкәндә моны күпме кеше эшли?
Химик катализ белгече Ричард Конг химик реакцияләр турында уйлана. Үзенең "һөнәри көйләүче" буларак эшендә ул үзеннән-үзе барлыкка килгән җаваплар белән генә түгел, ә яңа җавапларны ачыклау белән дә кызыксына.
Сәнгать һәм фәннәр көллиятендә химия һәм химик биология буенча Кларман стипендиаты буларак, Конг химик реакцияләрне теләгән нәтиҗәләргә китерә торган катализаторлар эшләү өстендә эшли, куркынычсыз һәм хәтта өстәмә кыйммәткә ия продуктлар, шул исәптән кеше сәламәтлегенә уңай йогынты ясый алырлык продуктлар булдыру өстендә эшли. Чәршәмбе.
"Химик реакцияләрнең күп өлеше ярдәмсез бара", - диде Конг, машиналар казылма ягулык яндырганда углекислый газ бүленеп чыгу турында әйтеп. "Ләкин катлаулырак һәм катлаулырак химик реакцияләр автоматик рәвештә булмый. Монда химик катализ роль уйный."
Конг һәм аның хезмәттәшләре үзләре теләгән реакцияләрне юнәлешләү өчен катализаторлар эшләгәннәр. Мәсәлән, углекислый газны дөрес катализаторны сайлап һәм реакция шартлары белән экспериментлар үткәреп, аны кумурска кислотасына, метанолга яки формальдегидка әйләндерергә мөмкин.
Химия һәм химик биология профессоры (A&S) һәм Конг модераторы Кайл Ланкастер сүзләренчә, Конгның ысулы Ланкастер лабораториясенең "ачышларга нигезләнгән" ысулына бик туры килә. "Ричардның химиясен яхшырту өчен калай куллану идеясе бар иде, бу минем сценарийда беркайчан да булмаган", - диде Ланкастер. "Аның матбугатта еш сөйләнелә торган углекислый газны сайлап алып кыйммәтлерәк нәрсәгә әйләндерә ала торган катализаторы бар".
Конг һәм аның хезмәттәшләре күптән түгел билгеле бер шартларда углекислый газны кумурска кислотасына әйләндерә ала торган система ачтылар.
"Без әлегә җаваплылык өлкәсендә алдынгы булмасак та, безнең система бик нык көйләнергә мөмкин", - диде Конг. "Шулай итеп, без ни өчен кайбер катализаторлар башкаларга караганда тизрәк эшләвен, ни өчен кайбер катализаторлар табигый рәвештә яхшырак булуын тирәнтенрәк аңлый башлый алабыз. Без катализаторларның параметрларын үзгәртә алабыз һәм бу әйберләрнең тизрәк эшләвен аңларга тырыша алабыз, чөнки алар ни кадәр тизрәк эшләсә, шулкадәр яхшырак эшли, молекулалар шулкадәр тизрәк барлыкка килә ала."
Кларман стипендиаты буларак, Конг шулай ук ​​​​су юлларына агулы рәвештә сеңеп чыга торган гадәти ашлама булган нитратларны әйләнә-тирә мохиттән чыгару һәм аларны зарарсызрак матдәләргә әйләндерү өстендә эшли, диде ул.
Конг җир өстендә табылган металларны, мәсәлән, алюминий һәм калайны катализаторлар буларак куллану буенча эксперимент үткәрде. Металлар арзан, зарарсыз һәм җир кабыгында күп, шуңа күрә аларны куллану тотрыклылык проблемаларын тудырмаячак, диде ул.
"Без шулай ук ​​ике металл бер-берсе белән үзара бәйләнештә булган катализаторлар ясау өстендә эшлибез", - диде Конг. "Бер структурада ике металл кулланып, биметалл системалардан нинди реакцияләр һәм кызыклы химик процесслар алырга мөмкин?"
Урманнар - бу металларны тота торган химик мохит - алар бу металларның үз функцияләрен башкару мөмкинлеген ачу өчен бик мөһим, дөрес һава торышы өчен дөрес кием кирәк булган кебек, диде Конг.
Соңгы 70 ел эчендә химик күчешләргә ирешү өчен бер металл үзәген куллану стандарт булып торды, ләкин соңгы дистә ел эчендә бу өлкәдәге химиклар ике металлның химик яктан яки якын арада кушылуын тикшерә башладылар. Беренчедән, Конг әйтүенчә, "Бу сезгә күбрәк ирек дәрәҗәләре бирә".
Конг әйтүенчә, бу биметалл катализаторлар химикларга металл катализаторларын көчле һәм көчсез якларына нигезләнеп берләштерергә мөмкинлек бирә. Мәсәлән, субстратларга начар бәйләнгән, ләкин бәйләнешләрне яхшы өзгән металл үзәге бәйләнешләрне начар өзгән, ләкин субстратларга яхшы бәйләнгән башка металл үзәге белән эшли ала. Икенче металлның булуы беренче металлның үзлекләренә дә тәэсир итә.
"Ике металл үзәге арасында синергетик эффект дип атаганны күрә башларга мөмкин", - диде Конг. "Биметалл катализ өлкәсе инде чыннан да уникаль һәм гаҗәеп реактивлык күрсәтә башлады."
Конг әйтүенчә, молекуляр кушылмаларда металларның бер-берсе белән ничек бәйләнеше турында әле дә күп аңлашылмаучанлыклар бар. Ул химиянең үзенчәлеге белән дә, нәтиҗәләр белән дә дулкынланган. Конгны рентген спектроскопиясе өлкәсендәге белгечлеге өчен Ланкастер лабораторияләренә алып килгәннәр.
«Бу симбиоз», – диде Ланкастер. «Рентген спектроскопиясе Ричардка күренеш артында нәрсә булганын һәм калайның бу химик реакциягә аеруча реактив һәм сәләтле булуын аңларга ярдәм итте. Без аның төп төркем химиясе турындагы киң белемнәреннән файдаландык, бу төркем өчен яңа өлкәгә юл ачты».
Конг сүзләренчә, болар барысы да химия нигезләренә һәм тикшеренүләргә бәйле, һәм бу алым Open Klarman стипендиясе ярдәмендә мөмкин булды.
"Гадәттә бер көнне мин лабораториядә реакцияләрне башкара алам яки молекулаларны симуляцияләүче компьютер артында утыра алам", - диде ул. "Без химик активлык турында мөмкин кадәр тулырак күзаллау алырга тырышабыз."