Reaksi kimia kerep kedadeyan ing sakubenge kita—mesthi wae yen dipikir-pikir, nanging pira sing nindakake nalika nguripake mobil, nggodhog endhog, utawa menehi pupuk ing pekarangan?
Pakar katalisis kimia Richard Kong wis mikir babagan reaksi kimia. Ing karyane minangka "tuner profesional," kaya sing diomongake, dheweke ora mung kasengsem karo respon sing muncul dhewe, nanging uga kanggo ngenali respon anyar.
Minangka Fellow Klarman ing Kimia lan Biologi Kimia ing College of Arts and Sciences, Kong makarya kanggo ngembangake katalis sing ndorong reaksi kimia menyang asil sing dikarepake, nggawe produk sing aman lan malah duwe nilai tambah, kalebu sing bisa duwe dampak positif kanggo kesehatan manungsa. Rebo.
"Akeh reaksi kimia sing kedadeyan tanpa bantuan," ujare Kong, ngrujuk marang pelepasan karbon dioksida nalika mobil ngobong bahan bakar fosil. "Nanging reaksi kimia sing luwih kompleks lan kompleks ora kedadeyan kanthi otomatis. Ing kene katalisis kimia berperan."
Kong lan kanca-kancane ngembangake katalis kanggo ngarahake reaksi sing dikarepake. Contone, karbon dioksida bisa diowahi dadi asam format, metanol, utawa formaldehida kanthi milih katalis sing tepat lan nyoba kahanan reaksi.
Miturut Kyle Lancaster, Profesor Kimia lan Biologi Kimia (A&S) lan moderator Kong, pendekatan Kong cocog banget karo pendekatan "didorong panemuan" saka lab Lancaster. "Richard duwe ide nggunakake timah kanggo ningkatake kimia, sing ora tau ana ing naskahku," ujare Lancaster. "Dheweke duwe katalis sing bisa ngowahi karbon dioksida kanthi selektif, sing akeh dirembug ing pers, dadi sesuatu sing luwih berharga."
Kong lan kolaboratore bubar nemokake sistem sing, ing kahanan tartamtu, bisa ngowahi karbon dioksida dadi asam format.
"Sanajan kita durung dadi teknologi paling canggih ing babagan responsif, sistem kita bisa dikustomisasi kanthi apik," ujare Kong. "Kanthi cara iki, kita bisa miwiti mangerteni luwih jero kenapa sawetara katalis bisa kerja luwih cepet tinimbang liyane, kenapa sawetara katalis luwih apik. Kita bisa ngowahi parameter katalis lan nyoba mangerteni apa sing ndadekake barang-barang kasebut bisa kerja luwih cepet, amarga luwih cepet kerjane, luwih apik kerjane, luwih cepet sampeyan bisa nggawe molekul."
Minangka Klarman Fellow, Kong uga kerja keras kanggo mbusak nitrat, pupuk umum sing meresap kanthi racun menyang saluran banyu, saka lingkungan lan ngowahi dadi zat sing luwih ora mbebayani, ujare.
Kong nyoba nggunakake logam sing ditemokake ing bumi, kayata aluminium lan timah, minangka katalis. Logam kasebut murah, ora beracun lan akeh banget ing kerak bumi, mula nggunakake ora bakal nyebabake masalah kelestarian, ujare.
"Kita uga lagi nggarap cara nggawe katalis ing ngendi rong logam saling berinteraksi," ujare Kong. "Kanthi nggunakake rong logam ing siji kerangka, reaksi lan proses kimia sing menarik apa sing bisa kita entuk saka sistem bimetalik?"
Alas minangka lingkungan kimia sing nyimpen logam-logam iki - alas iku penting banget kanggo mbukak kunci potensi logam kasebut supaya bisa nindakake tugase, kaya dene sampeyan butuh sandhangan sing pas kanggo cuaca sing pas, ujare Kong.
Sajrone 70 taun kepungkur, standar sing digunakake yaiku nggunakake pusat logam tunggal kanggo nggayuh transisi kimia, nanging sajrone dasawarsa pungkasan utawa luwih, para ahli kimia ing lapangan iki wis miwiti nyelidiki gabungan rong logam, kanthi kimia utawa kanthi jarak sing cedhak. Kapisan, ujare Kong, "Iki menehi sampeyan luwih akeh derajat kebebasan."
Katalis bimetalik iki menehi kemampuan marang para ahli kimia kanggo nggabungake katalis logam adhedhasar kekuwatan lan kelemahane, ujare Kong. Contone, pusat logam sing ora kaiket karo substrat nanging ngrusak ikatan kanthi apik bisa uga bisa digunakake karo pusat logam liyane sing ngrusak ikatan kanthi ala nanging kaiket karo substrat kanthi apik. Anane logam kapindho uga mengaruhi sifat-sifat logam pertama.
"Sampeyan bisa miwiti entuk apa sing diarani efek sinergis antarane rong pusat logam," ujare Kong. "Bidang katalisis bimetalik wis wiwit nuduhake sawetara reaktivitas sing unik lan apik banget."
Kong ngendika isih akeh ambiguitas babagan kepiye logam kaiket siji lan sijine ing senyawa molekul. Dheweke bungah banget karo kaendahan kimia kasebut kaya dene asil sing dipikolehi. Kong digawa menyang Laboratorium Lancaster amarga keahliane ing spektroskopi sinar-X.
"Iki simbiosis," ujare Lancaster. "Spektroskopi sinar-X mbantu Richard mangerteni apa sing kedadeyan ing mburi layar lan apa sing ndadekake timah reaktif banget lan mampu nindakake reaksi kimia iki. Kita entuk manfaat saka kawruhe sing akeh babagan kimia gugus utama, sing mbukak lawang kanggo grup kasebut menyang wilayah anyar."
Kabeh mau gumantung saka kimia dhasar lan riset, ujare Kong, lan pendekatan iki bisa ditindakake amarga beasiswa Open Klarman.
"Ing dina-dina biasane, aku bisa nglakokake reaksi ing laboratorium utawa lungguh ing ngarep komputer sing lagi simulasi molekul," ujare. "Kita nyoba entuk gambaran lengkap babagan aktivitas kimia sabisa-bisane."