Химик реакциялар тирә-яҡта гел бара — уйлап ҡараһаң, был асыҡ күренә, әммә машинаны ҡабыҙғанда, йомортҡа ҡайнатҡанда йәки газонды ашлағанда күпмебеҙ быны эшләй?
Химик катализ буйынса белгес Ричард Конг химик реакциялар тураһында уйлана. “Профессиональ звукорежиссер” булараҡ эшендә, үҙе әйтмешләй, үҙендә барлыҡҡа килгән реакциялар ғына түгел, яңыларын ҡотортоу ҙа ҡыҙыҡһындыра.
Сәнғәт һәм фәндәр колледжында химия һәм химик биология буйынса Кларман стипендиаты булараҡ, Конг химик реакцияларҙы теләк һөҙөмтәләренә еткергән катализаторҙар эшләү өҫтөндә эшләй, хәүефһеҙ һәм хатта өҫтәмә ҡиммәтле продукция булдыра, шул иҫәптән кешегә ыңғай йоғонто яһай алғандар ҙа. һаулыҡ. Шаршамбы.
“Химик реакциялар ҙур күләмдә ярҙамһыҙ бара”, – ти Конг, машиналар ҡаҙылма яғыулыҡты яндырғанда углекислый газдың сығыуына һылтанып. “Әммә ҡатмарлыраҡ һәм ҡатмарлыраҡ химик реакциялар автоматик рәүештә булмай, тап ошонда химик катализ уйнай”.
Конг һәм уның коллегалары үҙҙәре теләгән реакцияны йүнәлтергә катализатор уйлап сығара һәм шулай була. Мәҫәлән, дөрөҫ катализатор һайлап, реакция шарттары менән тәжрибә үткәреп, углекислый газды ҡырмыҫҡа кислотаһына, метанолға йәки формальдегидҡа әйләндерергә мөмкин.
Конг алымы менән яҡшы тура килә Ланкастер “асыш-двигателдәр” алымы, тип белдерҙе Кайл Ланкастер, химия һәм химик биология профессоры (A&S) һәм Конг факультеты. “Ричардтың химияһын яҡшыртыу өсөн ҡалай ҡулланыу идеяһы бар ине, был минең сценарийымда бер ҡасан да булмаған”, – ти Ланкастер. “Был углекислый газды ҡиммәтерәк нәмәгә һайлап үҙгәртеү өсөн катализатор, ә углекислый газ күп насар матбуғат ала”.
Яңыраҡ Конг һәм уның хеҙмәттәштәре билдәле шарттарҙа углекислый газды ҡырмыҫҡа кислотаһына әйләндерә алған системаны тапҡан.
“Беҙ әлеге ваҡытта заманса реактивлыҡҡа яҡын булмаһаҡ та, беҙҙең система юғары конфигурациялана”, – тине Конг. "Шулай итеп, беҙ тәрән аңлай башлай ала, ни өсөн ҡайһы бер катализаторҙар башҡаларға ҡарағанда тиҙерәк эшләй, ни өсөн ҡайһы бер катализаторҙар үҙенә күрә яҡшыраҡ. Беҙ катализаторҙар параметрҙарын үҙгәртә ала һәм аңларға тырыша, нимә был әйберҙәрҙе тиҙерәк эшләй, сөнки улар ни тиклем тиҙерәк эшләй, шул тиклем яҡшыраҡ – һеҙ тиҙерәк молекулалар булдыра ала."
Кларман стипендиаты булараҡ, Конг шулай уҡ нитраттарҙы, һыу юлдарына һеңгән ғәҙәти ағыуҙарҙы, тирә-яҡ мөхиттән зарарһыҙ матдәгә әйләндереүҙе лә алып бара, ти ул.
Конг катализатор булараҡ алюминий һәм ҡалай кеүек дөйөм ер металдары менән тәжрибә үткәрә. Металдар арзан, ағыулы түгел һәм ер ҡабығында күп, шуға күрә уларҙы ҡулланыу тотороҡлолоҡ мәсьәләләрен тыуҙырмаясаҡ, тине ул.
“Беҙ шулай уҡ катализаторҙар эшләү ысулын асыҡлайбыҙ, унда был металдарҙан икеһе бер-береһе менән үҙ-ара тәьҫир итә”, – тине Конг. “Рамкала ике металл ҡулланып, биметалл системаларҙан ниндәй реакциялар һәм ҡыҙыҡлы һорауҙар ала алабыҙ?” “химик реакциямы?”
Конг фекеренсә, ҡоролма — был металдар йәшәгән химик мөхит.
Һуңғы 70 йылда химик үҙгәртеп ҡороуҙарға өлгәшеү өсөн бер металл үҙәген ҡулланыу нормаһы булып тора, әммә һуңғы тиҫтә йылда йәки яҡынса был өлкәләге химиктар ике химик бәйләнешле йәки йәнәш металл араһындағы синергик үҙ-ара тәьҫир итешеүҙе тикшерә башлай. , Конг әйтте, “Был һеҙгә күберәк дәрәжә ирек бирә.”
Был биметалл катализаторҙар химиктарға металл катализаторҙарының көслө һәм көсһөҙ яҡтарына ҡарап берләштереү мөмкинлеген бирә, ти Конг. Мәҫәлән, субстратҡа насар бәйләнгән, әммә бәйләнештәрҙе яҡшы өҙгән металл үҙәге бәйләнештәрҙе насар өҙгән, әммә субстратҡа яҡшы бәйләнгән икенсе металл үҙәге менән эшләй ала. Икенсе металдың булыуы ла беренсе металдың үҙенсәлектәренә йоғонто яһай.
”Һеҙ ала башлай ала, беҙ тип аталған синергик эффект ике металл үҙәктәре араһында,” Конг тип белдерҙе. “Биметалл катализ өлкәһендә ысынлап та үҙенсәлекле һәм иҫ киткес реакциялар барлыҡҡа килә башлай”.
Конг металдар молекуляр формаларҙа бер-береһенә нисек бәйләнгәне тураһында әле лә билдәһеҙлек күп, тине. Химияның үҙенең матурлығына ла, һөҙөмтәләргә лә нисек тулҡынланды, шул тиклем тулҡынланды. Конгты Ланкастер лабораторияһына рентген спектроскопияһы буйынса белемдәре өсөн килтерәләр.
“Был симбиоз”, – тигән Ланкастер. “Рентген спектроскопияһы Ричардҡа капот аҫтында нимә булғанын һәм ҡалайҙы айырыуса реактив һәм был химик реакцияға һәләтле иткәнен аңларға ярҙам итте. Беҙ уның яңы өлкәлә асылған төп төркөм химияһы буйынса киң белеменән файҙаланабыҙ”.
Барыһы ла төп химия һәм тикшеренеүҙең нигеҙендә, асыҡ Кларман стипендияһы ярҙамында мөмкин булған алым, тип белдерҙе Конг.
“Ғәҙәттә, мин реакцияны лабораторияла үткәрә алам йәки компьютерҙа ултырып, молекуланы моделләштерә алам”, – ти ул. “Беҙ химик эшмәкәрлек тураһында мөмкин тиклем тулы картина алырға тырышабыҙ”.