211service.com
Naujas katalizatoriaus tipas
Pirmą kartą chemikai sukūrė katalizatorius, kuriuos aktyvuoja mechaninis įtempis. Įterpti į savaime gyjančias dangas, tokie katalizatoriai gali sukelti taisymo reakcijas, kai yra subraižyti ar įtempti. Mechaniškai paleidžiami katalizatoriai taip pat galėtų būti naudojami pramonėje, siekiant pagerinti plastikų, vaistų ir kitų medžiagų derlingumą.
Mechaniškai aktyvuojamus katalizatorius suprojektavo Rint Sijbesma chemijos profesorius Eindhoveno technologijos universitete Nyderlanduose ir šiandien aprašomi žurnale Gamtos chemija . Kai kurie esami katalizatoriai gali būti aktyvuojami šilumos arba šviesos impulsais, todėl chemikai gali geriau kontroliuoti cheminių reakcijų eigą. Tačiau naujieji katalizatoriai yra pirmasis katalizatorių, aktyvuojamų dėl mechaninių įtempių, pavyzdys.
Sijbesma katalizatoriai naudoja polimerų savybę, apie kurią chemikai žinojo daugelį metų. Kai polimerai yra veikiami pakankamai didelės jėgos, jie įtempiami ir dėl įtempimo nutrūksta cheminiai ryšiai. Tačiau kur ryšys nutrūksta, sunku kontroliuoti. Sijbesma sukūrė anglies pagrindu pagamintus polimerus, kuriuose yra du katalizatoriai, sujungti metalo atomu. Šioje būsenoje katalizatoriai yra neaktyvūs. Anglies ir metalo ryšys yra pats silpniausias polimeras, o esant įtampai jis nutrūksta, palikdamas aktyvias katalizines vietas.
Ryšys tarp mechaninės energijos ir chemijos išlieka mažiau išvystytas nei, tarkime, foto, šiluminė ar elektros energija, sakoma. Jeffrey Moore'as , Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign chemijos profesorius. 2007 m. Moore'as pirmasis pademonstravo reakciją, sukurtą pradėti nuo mechaninių įtempių. Tačiau ši reakcija nebuvo susijusi su katalizatoriumi ir gali įvykti tik vieną kartą. Suaktyvinus Sijbesmos katalizatorių, reakcija gali įvykti vėl ir vėl. Retai kada atskleidžiamos ir parodomos naujos tokio esminio pobūdžio cheminės koncepcijos, sako Moore'as.
Eindhoveno mokslininkai pademonstravo mechaninį katalizatorių aktyvavimą kelioms gerai žinomoms reakcijoms, įskaitant vieną, naudojamą biokuro sintezei, vieną, naudojamą anglies žiedams uždaryti gaminant vaistus, ir kitą, naudojamą tokiems žiedams atidaryti, kad būtų galima gaminti patvarius plastikus.
Tai įdomus mechaninių ir cheminių metodų pritaikymas, sako Robertas Grubbsas , Caltech chemijos profesorius ir 2005 m. Nobelio chemijos premijos laureatas, kuris nedalyvavo Eindhoveno darbe. Iš esmės jis galėtų rasti pritaikymų katalizėje, sako Grubbsas. Alshakimas Nelsonas, IBM chemikas, kuo daugiau įrankių turės chemikai, kad galėtų tiksliai sureguliuoti reakcijų eigą, tuo efektyvesnė gali būti cheminių medžiagų gamyba. Almadeno tyrimų centras . Tai suteikia mums dar vieną rankenėlę, kurią reikia suderinti, sako jis.
Sijbesma teigia, kad greičiausiai anksčiausiai katalizatoriai bus naudojami savaime gyjančiose medžiagose ir streso jutikliuose. Daug streso medžiagoje rodo, kad ji netrukus žlugs, sako jis. Mūsų įtempiams jautrūs katalizatoriai gali reaguoti į šį signalą pradėdami polimerizacijos reakciją, kuri sutvirtina medžiagą tiksliai toje vietoje ir laiku, kai jos reikia. Savaime gyjančios dangos neleistų automobiliams, laivams ir tiltams rūdyti, nereikėtų dažnai pakartotinai naudoti.
Nors šis darbas yra įdomus, jis vis dar yra ankstyvoje stadijoje, įspėja Moore. Katalizatoriai buvo demonstruojami skystuose tirpaluose, ultragarso impulsais tiekiant mechaninį įtempį. Vis dar yra didelis atotrūkis tarp ultragarso aktyvinimo tirpale ir mechaniškai reaguojančios medžiagos sukūrimo, sako Moore'as.