Хемијске реакције се дешавају свуда око нас све време - очигледно када размислите о томе, али колико нас то ради када упалимо ауто, скувамо јаје или ђубримо травњак?
Ричард Конг, стручњак за хемијску катализу, размишљао је о хемијским реакцијама. У свом раду као „професионални тонски инжењер“, како сам каже, занима га не само реакције које настају у њему самом, већ и изазивање нових.
Као Кларманов стипендиста за хемију и хемијску биологију на Колеџу уметности и науке, Конг ради на развоју катализатора који покрећу хемијске реакције до жељених исхода, стварајући безбедне, па чак и производе са додатом вредношћу, укључујући и оне који могу имати позитиван утицај на здравље људи. Среда.
„Значајан број хемијских реакција одвија се сам“, рекао је Конг, мислећи на ослобађање угљен-диоксида када аутомобили сагоревају фосилна горива. „Али сложеније и сложеније хемијске реакције се не дешавају аутоматски. Ту долази до изражаја хемијска катализа.“
Конг и његове колеге су дизајнирали катализатор да би усмерили жељену реакцију, и то се догодило. На пример, угљен-диоксид се може претворити у мрављу киселину, метанол или формалдехид избором правог катализатора и експериментисањем са условима реакције.
Према речима Кајла Ланкастера, професора хемије и хемијске биологије (A&S) и професора Конга, Конгов приступ се добро уклапа са „открићем вођеним“ приступом Ланкастерове лабораторије. „Ричард је имао идеју да користи калај за побољшање своје хемије, што никада није било у мом сценарију“, рекао је Ланкастер. „То је катализатор за селективну конверзију угљен-диоксида у нешто вредније, а угљен-диоксид добија много лоших коментара у јавности.“
Конг и његови сарадници су недавно открили систем који, под одређеним условима, може претворити угљен-диоксид у мрављу киселину.
„Иако тренутно нисмо ни близу најсавременије реактивности, наш систем је веома конфигурабилан“, рекао је Конг. „Тако да можемо почети дубље да разумемо зашто неки катализатори раде брже од других, зашто су неки катализатори инхерентно бољи. Можемо подесити параметре катализатора и покушати да разумемо шта чини да ове ствари раде брже, јер што брже раде, то боље – можете брже створити молекуле.“
Као Кларманов стипендиста, Конг такође ради на претварању нитрата, уобичајених ђубрива која токсично продиру у водене токове, из животне средине у нешто безопасно, каже он.
Конг је експериментисао са уобичајеним земним металима као што су алуминијум и калај као катализаторима. Метали су јефтини, нетоксични и обилно присутни у Земљиној кори, тако да њихова употреба неће представљати проблеме одрживости, рекао је он.
„Такође схватамо како да направимо катализаторе где два од ових метала међусобно делују“, рекао је Конг. „Коришћењем два метала у оквиру, какве реакције и занимљива питања можемо добити из биметалних система?“ „хемијске реакције?“
Према Конгу, скела је хемијско окружење у којем се ови метали налазе.
Током протеклих 70 година, норма је била коришћење једног металног центра за постизање хемијских трансформација, али у последњој деценији или нешто више, хемичари у овој области су почели да истражују синергијске интеракције између два хемијски везана или суседна метала, рекао је Конг, „То вам даје више степена слободе.“
Ови биметални катализатори дају хемичарима могућност да комбинују металне катализаторе на основу њихових снага и мана, каже Конг. На пример, метални центар који се слабо везује за подлоге, али добро кида везе, може да функционише са другим металним центром који слабо кида везе, али се добро везује за подлоге. Присуство другог метала такође утиче на својства првог метала.
„Можете почети да добијате оно што називамо синергијским ефектом између два метална центра“, рекао је Конг. „Неке заиста јединствене и дивне реакције почињу да се појављују у области биметалне катализе.“
Конг је рекао да још увек постоји много неизвесности о томе како се метали међусобно везују у молекуларним облицима. Био је подједнако узбуђен лепотом саме хемије као и резултатима. Конг је доведен у Ланкастерову лабораторију због њихове стручности у рендгенској спектроскопији.
„То је симбиоза“, рекао је Ланкастер. „Рендгенска спектроскопија је помогла Ричарду да разуме шта се налази „испод хаубе“ и шта чини калај посебно реактивним и способним за ову хемијску реакцију. Користимо његово опсежно знање хемије главних група, које нам је отворило нову област.“
Све се своди на основну хемију и истраживање, приступ који је омогућила Опен Кларман стипендија, рекао је Конг.
„Обично могу да покренем реакцију у лабораторији или да седим за рачунаром и симулирам молекул“, рекао је. „Трудимо се да добијемо што потпунију слику хемијске активности.“