Реаксияҳои кимиёвӣ дар атрофи мо ҳамеша рух медиҳанд — вақте ки шумо дар ин бора фикр мекунед, ин возеҳ аст, аммо чанд нафари мо ин корро ҳангоми ба кор андохтани мошин, ҷӯшонидани тухм ё пору кардани алафҳои худ анҷом медиҳанд?
Ричард Конг, коршиноси катализи кимиёвӣ, дар бораи реаксияҳои кимиёвӣ фикр мекард. Дар кори худ ҳамчун "муҳандиси касбии садо", чунон ки худаш мегӯяд, ӯ на танҳо ба реаксияҳое, ки дар худ ба вуҷуд меоянд, балки ба барангехтани реаксияҳои нав низ таваҷҷӯҳ дорад.
Ҳамчун як узви факултаи Кларман дар соҳаи химия ва биологияи химиявӣ дар Коллеҷи санъат ва илмҳо, Конг барои таҳияи катализаторҳое кор мекунад, ки аксуламалҳои кимиёвиро ба натиҷаҳои дилхоҳ мерасонанд ва маҳсулоти бехатар ва ҳатто арзиши иловашударо, аз ҷумла онҳоеро, ки метавонанд ба саломатии инсон таъсири мусбат расонанд, эҷод мекунанд. Чоршанбе.
Конг бо ишора ба ихроҷи гази карбон ҳангоми сӯзондани сӯзишвории истихроҷшаванда аз ҷониби мошинҳо гуфт: "Миқдори назарраси реаксияҳои кимиёвӣ бе кӯмак сурат мегиранд." "Аммо реаксияҳои мураккабтар ва мураккабтари кимиёвӣ ба таври худкор рух намедиҳанд. Дар ин ҷо катализи кимиёвӣ ба кор меояд."
Конг ва ҳамкоронаш катализатореро барои роҳнамоии реаксияи дилхоҳашон тарроҳӣ карданд ва ин рӯй дод. Масалан, гази карбонро бо интихоби катализатори мувофиқ ва таҷриба кардан бо шароити реаксия ба кислотаи формик, метанол ё формальдегид табдил додан мумкин аст.
Ба гуфтаи Кайл Ланкастер, профессори химия ва биологияи кимиёвӣ (A&S) ва профессори Конг, равиши Конг бо равиши "кашфиётӣ"-и лабораторияи Ланкастер хуб мувофиқат мекунад. "Ричард идеяи истифодаи қалъагиро барои беҳтар кардани химияи худ дошт, ки ҳеҷ гоҳ дар сенарияи ман набуд", - гуфт Ланкастер. "Ин катализатор барои табдили интихобии гази карбон ба чизе арзишмандтар аст ва гази карбон баҳои бад мегирад."
Конг ва ҳамкоронаш ба наздикӣ системаеро кашф карданд, ки дар шароити муайян метавонад гази карбонро ба кислотаи формик табдил диҳад.
Конг гуфт: «Гарчанде ки мо айни замон ба реактивияти муосир наздик нестем, системаи мо хеле танзимшаванда аст. Аз ин рӯ, мо метавонем амиқтар дарк кунем, ки чаро баъзе катализаторҳо нисбат ба дигарон тезтар кор мекунанд, чаро баъзе катализаторҳо аз ҷиҳати табиӣ беҳтаранд. Мо метавонем параметрҳои катализаторҳоро танзим кунем ва кӯшиш кунем, ки фаҳмем, ки чӣ ин чизҳоро тезтар кор мекунанд, зеро онҳо ҳар қадар тезтар кор кунанд, ҳамон қадар беҳтар аст - шумо метавонед молекулаҳоро тезтар эҷод кунед».
Ӯ мегӯяд, ки ҳамчун узви Кларман, Конг инчунин барои табдил додани нитратҳо, нуриҳои маъмулӣ, ки ба таври заҳролуд ба роҳҳои обӣ ворид мешаванд, аз муҳити зист ба чизе безарар кор мекунад.
Конг бо металлҳои маъмулии заминӣ, аз қабили алюминий ва қалъагӣ, ҳамчун катализаторҳо таҷриба гузаронд. Вай гуфт, ки ин металлҳо арзон, безарар ва дар қишри замин фаровонанд, аз ин рӯ истифодаи онҳо мушкилоти устуворӣ эҷод намекунад.
Конг гуфт: «Мо инчунин мефаҳмем, ки чӣ тавр катализаторҳоро сохтан мумкин аст, ки дар онҳо ду аз ин металлҳо бо ҳамдигар ҳамкорӣ мекунанд». «Бо истифода аз ду металл дар чаҳорчӯба, мо метавонем аз системаҳои биметаллӣ чӣ гуна аксуламалҳо ва саволҳои ҷолибро ба даст орем?» «Реаксияи кимиёвӣ?»
Ба гуфтаи Конг, сохтмони деворӣ муҳити кимиёвӣест, ки ин металлҳо дар он ҷойгиранд.
Дар тӯли 70 соли охир, меъёр истифодаи як маркази ягонаи металлӣ барои ба даст овардани табдилоти кимиёвӣ буд, аммо дар даҳсолаи охир ё бештар аз он, химикҳо дар ин соҳа ба омӯхтани таъсири мутақобилаи синергетикӣ байни ду металли пайвастшудаи кимиёвӣ ё ҳампайваста шурӯъ карданд. , Конг гуфт: "Ин ба шумо дараҷаҳои бештари озодӣ медиҳад."
Конг мегӯяд, ки ин катализаторҳои биметаллӣ ба химикҳо имкон медиҳанд, ки катализаторҳои металлиро дар асоси қувват ва заъфҳои онҳо якҷоя кунанд. Масалан, маркази металлие, ки ба субстратҳо суст пайваст мешавад, аммо пайвандҳоро хуб мешиканад, метавонад бо маркази дигари металлие, ки пайвандҳоро суст мешиканад, аммо ба субстратҳо хуб пайваст мешавад, кор кунад. Мавҷудияти металли дуюм низ ба хосиятҳои металли аввал таъсир мерасонад.
Конг гуфт: "Шумо метавонед он чизеро, ки мо онро таъсири синергетикӣ байни ду маркази металлӣ меномем, ба даст оред. Дар соҳаи катализи биметаллӣ баъзе реаксияҳои воқеан беназир ва аҷиб пайдо мешаванд."
Конг гуфт, ки то ҳол номуайянии зиёде дар бораи чӣ гуна пайваст шудани металлҳо ба якдигар дар шаклҳои молекулавӣ вуҷуд дорад. Ӯ аз зебоии худи химия ҳамон қадар ҳаяҷонзада буд, ки аз натиҷаҳо низ. Конгро барои таҷрибаашон дар спектроскопияи рентгенӣ ба лабораторияи Ланкастер оварданд.
«Ин як симбиоз аст», - гуфт Ланкастер. «Спектроскопияи рентгенӣ ба Ричард кӯмак кард, ки дарк кунад, ки дар зери капот чӣ ҳаст ва чӣ қалъагиро махсусан реактивӣ ва қодир ба ин реаксияи кимиёвӣ кардааст. Мо аз дониши васеи ӯ дар бораи химияи гурӯҳҳои асосӣ, ки дар соҳаи нав кушода шудааст, баҳра мебарем».
Конг гуфт, ки ҳамааш ба химияи асосӣ ва таҳқиқот вобаста аст, ки ин равиш тавассути стипендияи Open Klarman имконпазир шудааст.
«Одатан ман метавонам реаксияро дар лаборатория иҷро кунам ё дар назди компютер нишинам ва молекуларо тақлид кунам», - гуфт ӯ. «Мо кӯшиш мекунем, ки то ҳадди имкон тасвири пурраи фаъолияти кимиёвӣ ба даст орем».