همانطور که جهان از گاز به سمت منابع انرژی سبزتر نظیر برق حرکت می کند. سایر تولیدات و فعالیت های نیز باید به سمت انرژی های تجدید پذیر و سبر روی بیاورند.
منبع پژوهش
یک مطالعه از شیمیدانان UChicago راهی برای استفاده از برق برای تقویت یک نوع واکنش شیمیایی که اغلب در سنتز نامزدهای جدید برای داروهای دارویی استفاده می شود، پیدا کردند.
این تحقیق که در Nature Catalysis منتشر شده است، پیشرفت در زمینه الکتروشیمی است و مسیری را برای طراحی و کنترل واکنش ها و پایدارتر کردن آنها و روشی برای تقویت واکنش های شیمیایی را نشان می دهد.
این پژوهش توسط آنا وتیگ از دانشگاه شیکاگو (Anna Wuttig، UChicago Neubauer) و تیم همراهش انجام شده، این دانشمند معتقد است:
«انچه ما می خواهیم انجام دهیم این است که با درک درستی از آنچه که در سطح الکترودها رخ می دهد، آن را برای تقویت واکنش های شیمیایی استفاده نماییم.»
پیچیدگی شیمیایی
در برخی از واکنش های شیمیایی، برق می تواند خروجی را افزایش دهد و از آنجا که شما می توانید برق مورد نیاز را از منابع تجدید پذیر دریافت کنید، می تواند بخشی از ایجاد صنایع شیمیایی در سراسر جهان باشد.
با اینکه الکتروشیمی، به عنوان زمینه شناخته شده است، اما از پیچیدگی های خاص خود برخوردار است. دانشمندان زیادی در مورد تعاملات مولکولی نمی دانند، به ویژه به این دلیل که شما باید یک جامد رسانا (یک الکترود) را در مخلوط قرار دهید تا برق را فراهم کنید، به این معنی که مولکول ها با آن الکترود و همچنین با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. اینجاست که دانشمندان سعی دارند در نقش مولکول ها تاثیر گذار باشند.
تیم وتیک موارد زیر را مد نظر خود داشته اند:
- این شیوه یک شیوه منحصر به فرد الکتروشیمی است.
- تمرکز تیم تحقیقاتی بر روی سطح الکترود (محل تولید الکتریسیته) و با هدف تقویت واکنش های شیمیایی متمرکز است.
- شواهدی وجود دارد که سطح الکترود نقش کاتالیزوری وجود دارد و کنترل بر این قسمت پیچیده است.
- آنها از یک نوع واکنش که معمولاً در تولید مواد شیمیایی برای دارو استفاده می شود، برای تشکیل پیوند بین دو اتم کربن استفاده می کنند.
- با توجه به پیش بینی های نظری، هنگامی که این واکنش با استفاده از الکتریسیته انجام می شود، عملکرد واکنش باید 100 درصد باشد – یعنی تمام مولکول هایی که وارد می شوند به یک ماده جدید تبدیل می شوند. اما هنگامی که شما در واقع واکنش را در آزمایشگاه انجام می دهید، عملکرد پایین تر است.
- این تیم فکر می کرد که حضور الکترود در کنار برخی از مولکول ها را از جایی که در طول واکنش مورد نیاز است، تشدید می کند.
- از این رو آنها دریافتند که اضافه کردن یک عنصر کلیدی می تواند به این واکنش کمک کند.
- یک ماده شیمیایی شناخته شده به عنوان اسید لوئیس اضافه شده به محلول مایع (الکترولیت)، این مولکول ها را هدایت می کند و به یک واکنش تقریبا تمیز منجر می شود.
کاتالیز تغییر
علاوه بر این، این تیم توانست از تکنیک های تصویربرداری ویژه برای تماشای واکنش ها در سطح مولکولی استفاده کند. “شما می توانید ببینید که حضور مدولاتور تاثیر عمیقی بر ساختار بین سطحی دارد.” این به ما اجازه می دهد تا انچه را که اتفاق می افتد تجسم و درک کنیم، نه اینکه ان را به عنوان یک جعبه سیاه در نظر بگیریم.
Wuttig گفت: «که این یک گام حیاتی است، زیرا نشان می دهد که مسیر پیش رو به سمت توانایی نه تنها استفاده از الکترود در شیمی، بلکه برای پیش بینی و کنترل اثرات آن است.»
«مزیت دیگر این است که الکترود می تواند برای واکنش های بیشتر دوباره استفاده شود. (در اکثر واکنش ها، کاتالیزور در مایع حل می شود و در طول فرایند تصفیه برای به دست آوردن محصول نهایی تخلیه می شود).»
«این یک گام به سوی سنتز پایدار است،” او گفت. “در این مسیر رو به جلو، گروه من بسیار هیجان زده هستیم که از این نوع مفاهیم و استراتژی ها برای الگو برداری در سایر چالش ها استفاده نماییم.»
- از مقالات علمی منتشر شده در سایت تستا مشاهده نمایید.
-
این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت دانشگاه شیکاگو منتشر شد.
