Reyaksyon chimik ap pase toutotou nou tout tan—li evidan lè ou reflechi sou li, men konbyen nan nou ki fè sa lè nou demarre yon machin, bouyi yon ze, oswa mete angrè nan gazon nou an?
Richard Kong, yon ekspè nan kataliz chimik, ap reflechi sou reyaksyon chimik yo. Nan travay li kòm yon "regleman pwofesyonèl," jan li di a, li pa sèlman enterese nan repons ki parèt poukont yo, men tou nan idantifye nouvo repons.
Kòm yon bousye Klarman nan Chimi ak Biyoloji Chimik nan Kolèj Atizay ak Syans, Kong ap travay pou devlope katalis ki mennen reyaksyon chimik yo nan rezilta yo vle, pou kreye pwodwi ki an sekirite e menm ki gen valè ajoute, tankou sa yo ki ka gen yon enpak pozitif sou sante moun. Mèkredi.
“Yon kantite siyifikatif reyaksyon chimik fèt san èd,” Kong te di, an referans a liberasyon diyoksid kabòn lè machin yo boule konbistib fosil. “Men, reyaksyon chimik ki pi konplèks pa rive otomatikman. Se la kataliz chimik antre an jwèt.”
Kong ak kòlèg li yo te devlope katalis pou dirije reyaksyon yo te vle rive yo. Pa egzanp, yo ka konvèti diyoksid kabòn an asid formik, metanol, oswa fòmaldeyid lè yo chwazi bon katalis la epi yo fè eksperyans ak kondisyon reyaksyon yo.
Dapre Kyle Lancaster, Pwofesè Chimi ak Biyoloji Chimik (A&S) e moderatè Kong la, apwòch Kong la byen ale ak apwòch "oryante sou dekouvèt" laboratwa Lancaster la. "Richard te gen lide pou l itilize eten pou amelyore chimi li, ki pa t janm nan plan mwen," Lancaster te di. "Li gen yon katalis ki ka konvèti diyoksid kabòn yon fason selektif, yon bagay yo pale anpil de li nan laprès, an yon bagay ki gen plis valè."
Kong ak kolaboratè li yo fèk dekouvri yon sistèm ki, anba sèten kondisyon, ka konvèti diyoksid kabòn an asid formik.
“Malgre nou poko rive nan dènye kri nan domèn repons, sistèm nou an trè personnalisable,” Kong te di. “Nan fason sa a, nou ka kòmanse konprann pi pwofondman poukisa gen katalis ki travay pi vit pase lòt, poukisa gen kèk katalis ki natirèlman pi bon. Nou ka ajiste paramèt katalis yo epi eseye konprann sa ki fè bagay sa yo travay pi vit, paske pi vit yo travay, pi byen yo travay, pi vit ou ka kreye molekil.”
Kòm yon bousye Klarman, Kong ap travay tou pou retire nitrat yo, yon angrè komen ki antre nan kouran dlo yo yon fason toksik, nan anviwònman an epi transfòme yo an sibstans ki pi danjere, li te di.
Kong te fè eksperyans avèk itilizasyon metal yo jwenn nan tè a, tankou aliminyòm ak fèblan, kòm katalis. Metal yo bon mache, yo pa toksik epi yo abondan nan kwout tè a, kidonk itilizasyon yo pap poze pwoblèm dirabilite, li te di.
“Nou ap travay tou sou kijan pou nou fè katalis kote de metal kominike youn ak lòt,” Kong te di. “Lè nou itilize de metal nan yon sèl kad, ki reyaksyon ak pwosesis chimik enteresan nou ka jwenn nan sistèm bimetalik yo?”
Forè yo se anviwònman chimik ki kenbe metal sa yo – yo enpòtan pou libere potansyèl metal sa yo pou yo fè travay yo, menm jan ou bezwen bon rad pou bon tan an, Kong te di.
Pandan 70 dènye ane yo, estanda a se te sèvi ak yon sèl sant metal pou reyalize tranzisyon chimik, men nan dènye deseni an oswa konsa, chimis nan domèn nan te kòmanse envestige inyon de metal, swa chimikman oswa nan yon distans ki pre youn ak lòt. Premyèman, Kong di, "Li ba ou plis degre libète."
Kong di katalis bimetalik sa yo bay chimis yo kapasite pou konbine katalis metal yo selon fòs ak feblès yo. Pa egzanp, yon sant metal ki pa byen lye ak substrats men ki kraze lyezon yo byen ka travay avèk yon lòt sant metal ki pa byen kraze lyezon yo men ki byen lye ak substrats yo. Prezans dezyèm metal la afekte pwopriyete premye metal la tou.
"Ou ka kòmanse jwenn sa nou rele yon efè sinèjik ant de sant metal yo," Kong te di. "Domèn kataliz bimetalik la deja kòmanse montre kèk reyaktivite vrèman inik ak bèl bagay."
Kong te di toujou gen anpil anbigwite sou fason metal yo lye youn ak lòt nan konpoze molekilè yo. Li te eksite pa bote chimi a menm jan li te eksite pa rezilta yo. Yo te mennen Kong nan Laboratwa Lancaster pou ekspètiz yo nan spektroskopi reyon X.
“Se yon senbyoz,” Lancaster te di. “Espèktroskopi reyon X te ede Richard konprann sa k t ap pase an kachèt e sa ki fè eten patikilyèman reyaktif e kapab fè reyaksyon chimik sa a. Nou te benefisye de konesans vaste li sou chimi gwoup prensipal yo, ki te louvri pòt pou gwoup la nan yon nouvo domèn.”
Tout bagay chita sou chimi debaz ak rechèch, dapre Kong, e apwòch sa a vin posib grasa yon bousdetid Open Klarman.
“Nan yon jounen tipik, mwen ka fè reyaksyon nan laboratwa a oubyen chita devan yon òdinatè ap simile molekil,” li te di. “N ap eseye jwenn yon imaj konplè otank posib sou aktivite chimik la.”