Ətrafımızda hər zaman kimyəvi reaksiyalar baş verir — düşündüyünüz zaman bu, aydındır, bəs maşını işə salanda, yumurta qaynadanda və ya çəmənliyi gübrələyəndə bunu edən neçə nəfərik?
Kimyəvi kataliz üzrə mütəxəssis Riçard Konq kimyəvi reaksiyalar haqqında düşünür. Özünün dediyi kimi, "peşəkar səs mühəndisi" kimi fəaliyyətində o, təkcə özündə yaranan reaksiyalarla deyil, həm də yeni reaksiyaların yaranması ilə maraqlanır.
İncəsənət və Elmlər Kollecində Kimya və Kimyəvi Biologiya üzrə Klarman təqaüdçüsü olaraq, Konq, kimyəvi reaksiyaları istənilən nəticələrə çatdıran katalizatorlar hazırlamaq, təhlükəsiz və hətta əlavə dəyərli məhsullar, o cümlədən insan sağlamlığına müsbət təsir göstərə bilən məhsullar yaratmaq üzərində işləyir. Çərşənbə.
Konq, avtomobillərin qazıntı yanacaqlarını yandırması zamanı karbon qazının ayrılmasına toxunaraq, "Kimyəvi reaksiyaların əhəmiyyətli bir hissəsi köməksiz baş verir" dedi. "Lakin daha mürəkkəb və mürəkkəb kimyəvi reaksiyalar avtomatik olaraq baş vermir. Kimyəvi kataliz burada rol oynayır."
Konq və həmkarları istədikləri reaksiyanı istiqamətləndirmək üçün bir katalizator hazırladılar və bu baş verdi. Məsələn, karbon qazı düzgün katalizatoru seçməklə və reaksiya şərtləri ilə təcrübə aparmaqla qarışqa turşusuna, metanola və ya formaldehidə çevrilə bilər.
Kimya və kimyəvi biologiya (A&S) professoru və Konq professoru Kayl Lankasterin sözlərinə görə, Konqun yanaşması Lankasterin laboratoriyasının "kəşflərə əsaslanan" yanaşmasına çox uyğundur. Lankaster dedi: "Riçardın kimyasını təkmilləşdirmək üçün qalaydan istifadə etmək ideyası var idi, bu, mənim ssenarimdə heç vaxt yox idi. Bu, karbon qazının daha dəyərli bir şeyə selektiv çevrilməsi üçün katalizatordur və karbon qazı çox pis tənqid olunur."
Konq və əməkdaşları bu yaxınlarda müəyyən şərtlər altında karbon qazını qarışqa turşusuna çevirə bilən bir sistem kəşf etdilər.
Konq dedi: “Hazırda ən müasir reaktivliyə yaxın olmasaq da, sistemimiz yüksək səviyyədə konfiqurasiya edilə bilər. Beləliklə, bəzi katalizatorların niyə digərlərindən daha sürətli işlədiyini, bəzi katalizatorların niyə mahiyyət etibarilə daha yaxşı olduğunu daha dərindən anlamağa başlaya bilərik. Katalizatorların parametrlərini tənzimləyə və bu şeylərin daha sürətli işləməsinin səbəbini anlamağa çalışa bilərik, çünki onlar nə qədər sürətli işləsələr, bir o qədər yaxşıdır - molekulları daha sürətli yarada bilərsiniz.”
Klarman təqaüdçüsü olaraq, Konq həmçinin su yollarına zəhərli şəkildə sızan adi gübrələr olan nitratları ətraf mühitdən zərərsiz bir şeyə çevirmək üzərində işləyir, deyə o bildirir.
Konq katalizator kimi alüminium və qalay kimi adi torpaq metalları ilə təcrübələr aparıb. O bildirib ki, bu metallar ucuz, toksik deyil və yer qabığında bol miqdarda olur, ona görə də onlardan istifadə davamlılıq problemi yaratmayacaq.
Konq dedi: “Həmçinin, bu metalların ikisinin bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərdiyi katalizatorların necə hazırlanacağını araşdırırıq. Çərçivədə iki metaldan istifadə etməklə, bimetal sistemlərdən hansı reaksiyalar və maraqlı suallar ala bilərik?” “Kimyəvi reaksiya?”
Konqa görə, iskele bu metalların yerləşdiyi kimyəvi mühitdir.
Son 70 ildə kimyəvi çevrilmələrə nail olmaq üçün tək bir metal mərkəzindən istifadə etmək norma olub, lakin son on ildə bu sahədəki kimyaçılar iki kimyəvi cəhətdən əlaqəli və ya bitişik metal arasında sinergetik qarşılıqlı təsirləri araşdırmağa başlayıblar. Konq dedi ki, "Bu, sizə daha çox sərbəstlik dərəcəsi verir".
Konq deyir ki, bu bimetal katalizatorlar kimyaçılara metal katalizatorlarını güclü və zəif cəhətlərinə əsasən birləşdirmək imkanı verir. Məsələn, substratlara zəif bağlanan, lakin əlaqələri yaxşı pozan metal mərkəzi əlaqələri zəif pozan, lakin substratlara yaxşı bağlanan başqa bir metal mərkəzi ilə işləyə bilər. İkinci metalın olması birinci metalın xüsusiyyətlərinə də təsir göstərir.
Konq dedi: "İki metal mərkəzi arasında sinergetik effekt adlandırdığımız bir şey əldə etməyə başlaya bilərsiniz. Bimetal kataliz sahəsində bəzi həqiqətən unikal və gözəl reaksiyalar ortaya çıxmağa başlayır."
Konq metalların molekulyar formalarda bir-biri ilə necə bağlandığı ilə bağlı hələ də bir çox qeyri-müəyyənliyin olduğunu söylədi. O, nəticələrdən olduğu kimi, kimyanın özünün gözəlliyindən də həyəcanlandı. Konq rentgen spektroskopiyası üzrə təcrübəsi üçün Lankasterin laboratoriyasına gətirildi.
“Bu, simbiozdur”, Lankaster dedi. “Rentgen spektroskopiyası Riçarda qapağın altında nəyin olduğunu və qalayı xüsusilə reaktiv edən və bu kimyəvi reaksiyaya qadir edən şeyləri anlamağa kömək etdi. Biz onun yeni bir sahədə açılmış əsas qrup kimyası haqqında geniş biliklərindən faydalanırıq.”
Konq bildirib ki, hər şey əsas kimya və tədqiqatlara bağlıdır və bu yanaşma Açıq Klarman Təqaüdü sayəsində mümkün olub.
“Adətən mən reaksiyanı laboratoriyada idarə edə və ya molekulu simulyasiya edən kompüter arxasında otura bilərəm”, - deyə o bildirib. “Biz kimyəvi aktivliyin mümkün qədər tam mənzərəsini əldə etməyə çalışırıq.”