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 "профессиональ тавыш инженеры" буларак эшендә, үзе әйткәнчә, ул үзендә барлыкка килгән реакцияләр белән генә түгел, ә яңа реакцияләрне китереп чыгару 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 теләгән реакцияне юнәлтер өчен катализатор эшләделәр, һәм ул чынга ашты. Мәсәлән, углекислый газны дөрес катализаторны сайлап һәм реакция шартлары белән экспериментлар ясап, аны кумурска кислотасына, метанолга яки формальдегидка әйләндерергә мөмкин.
Химия һәм химик биология (A&S) профессоры һәм Конг профессоры 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. "Бу углекислый газны сайлап кыйммәтлерәк нәрсәгә әйләндерү өчен катализатор, һәм углекислый газ күп начар басымга дучар була."
Конг һәм аның хезмәттәшләре күптән түгел билгеле бер шартларда углекислый газны кумурска кислотасына әйләндерә ала торган система ачтылар.
"Хәзерге вакытта без иң заманча реактивлыкка якын булмасак та, безнең система бик яхшы конфигурацияләнә", - 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 көйли алабыз һәм бу әйберләрнең тизрәк эшләвен аңларга тырыша алабыз, чөнки алар ни дәрәҗәдә тизрәк эшләсә, шулкадәр яхшырак - сез молекулаларны тизрәк булдыра аласыз."
Кларман стипендиаты буларак, Конг шулай ук ​​​​нитратларны, су юлларына агулы рәвештә үтеп керә торган гадәти ашламаларны, әйләнә-тирә мохиттән зарарсыз нәрсәгә әйләндерү өстендә эшли, ди ул.
Конг катализатор буларак алюминий һәм калай кебек киң таралган җир металлары белән экспериментлар үткәрде. Металлар арзан, зарарсыз һәм җир кабыгында күп, шуңа күрә аларны куллану тотрыклылык проблемалары тудырмаячак, диде ул.
"Без шулай ук ​​ике металл бер-берсе белән үзара бәйләнештә булган катализаторлар ясау ысулын да өйрәнәбез", - диде Конг. "Конструкциядә ике металл кулланып, биметалл системалардан нинди реакцияләр һәм кызыклы сораулар алырга мөмкин?" "Химик реакция?"
Конг сүзләренчә, төзелеш каркаслары - бу металлар урнашкан химик мохит.
Соңгы 70 ел эчендә химик үзгәрешләргә ирешү өчен бер металл үзәген куллану гадәти күренеш иде, ләкин соңгы дистә ел эчендә бу өлкәдәге химиклар ике химик бәйләнешле яки тоташкан металл арасындагы синергетик үзара бәйләнешләрне өйрәнә башладылар. Конг болай диде: "Бу сезгә күбрәк ирек дәрәҗәсе бирә".
Конг әйтүенчә, бу биметалл катализаторлар химикларга металл катализаторларны аларның 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.
"Сез ике металл үзәге арасында синергетик эффект дип атаганны күрә башларга мөмкин", - диде Конг. "Биметалл катализ өлкәсендә чыннан да уникаль һәм гаҗәеп реакцияләр барлыкка килә башлады."
Конг әйтүенчә, металларның молекуляр формаларда бер-берсе белән ничек бәйләнешкә керүе турында әле дә күп билгесезлек бар. Ул нәтиҗәләрдән дә, химиянең үзенчәлегеннән дә канәгать булган. Конгны Ланкастер лабораториясенә рентген спектроскопиясе буенча белгечлек алу өчен алып килгәннәр.
«Бу симбиоз», – диде Ланкастер. «Рентген спектроскопиясе Ричардка капот астында нәрсә барлыгын һәм калайның аеруча реактив һәм бу химик реакциягә сәләтле булуын аңларга ярдәм итте. Без аның яңа өлкәдә ачылган төп төркем химиясе турындагы киң белемнәреннән файдаланабыз».
Болар барысы да химия һәм тикшеренүләрнең нигезләренә бәйле, бу ысул Open Klarman Fellowship ярдәмендә мөмкин булды, диде Конг.
"Гадәттә мин лабораториядә реакцияне алып бара алам яки компьютер артында молекуланы симуляцияләп утыра алам", - диде ул. "Без химик активлык турында мөмкин кадәр тулырак күзаллау алырга тырышабыз."