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 "insinyur swara profesional", kaya sing diomongake dhewe, dheweke ora mung kasengsem karo reaksi sing muncul ing awake dhewe, nanging uga kanggo nyebabake reaksi 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 ngrancang katalis kanggo ngarahake reaksi sing dikarepake, lan kedadeyan kasebut. Contone, karbon dioksida bisa diowahi dadi asam format, metanol, utawa formaldehida kanthi milih katalis sing tepat lan nyoba kahanan reaksi kasebut.
Miturut Kyle Lancaster, profesor kimia lan biologi kimia (A&S) lan profesor 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 skripku," ujare Lancaster. "Iki minangka katalis kanggo konversi selektif karbon dioksida dadi sesuatu sing luwih berharga, lan karbon dioksida entuk akeh pers sing ala."
Kong lan kolaboratore bubar nemokake sistem sing, ing kahanan tartamtu, bisa ngowahi karbon dioksida dadi asam format.
"Sanajan saiki kita durung cedhak karo reaktivitas sing paling canggih, sistem kita bisa dikonfigurasi kanthi apik," ujare Kong. "Dadi kita bisa miwiti mangerteni luwih jero kenapa sawetara katalis bisa kerja luwih cepet tinimbang liyane, kenapa sawetara katalis luwih apik. Kita bisa nyetel parameter katalis lan nyoba mangerteni apa sing ndadekake barang-barang kasebut bisa kerja luwih cepet, amarga luwih cepet kerjane, luwih apik - sampeyan bisa nggawe molekul luwih cepet."
Minangka Klarman Fellow, Kong uga kerja kanggo ngowahi nitrat, pupuk umum sing meresap kanthi racun menyang saluran banyu, saka lingkungan dadi sesuatu sing ora mbebayani, ujare.
Kong nyoba logam bumi umum kaya ta aluminium lan timah minangka katalis. Logam kasebut murah, ora beracun lan akeh banget ing kerak bumi, mula panggunaane ora bakal nyebabake masalah kelestarian, ujare.
"Kita uga lagi nggoleki carané nggawé katalis ing ngendi rong logam iki saling berinteraksi," ujare Kong. "Kanthi nggunakaké rong logam ing kerangka kasebut, reaksi lan pitakonan menarik apa sing bisa dipikolehi saka sistem bimetalik?" "reaksi kimia?"
Miturut Kong, perancah yaiku lingkungan kimia panggonane logam-logam kasebut.
Sajrone 70 taun kepungkur, norma wis nggunakake pusat logam tunggal kanggo entuk transformasi kimia, nanging ing dasawarsa pungkasan utawa luwih, para ahli kimia ing lapangan iki wis wiwit njelajah interaksi sinergis antarane rong logam sing ikatan kimia utawa sing jejer. , Kong ujar, "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 ora bisa medhot ikatan kanthi apik bisa kerja bareng karo pusat logam liyane sing ora bisa medhot ikatan kanthi apik nanging ora bisa kaiket karo substrat. Anane logam kapindho uga mengaruhi sifat-sifat logam pertama.
"Sampeyan bisa miwiti entuk apa sing diarani efek sinergis antarane rong pusat logam," ujare Kong. "Sawetara reaksi sing unik lan apik banget wiwit muncul ing bidang katalisis bimetalik."
Kong ngendika isih akeh ketidakpastian babagan kepiye logam bisa kaiket siji lan sijine ing bentuk 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 ana ing sangisore tutup lan apa sing ndadekake timah reaktif banget lan mampu nindakake reaksi kimia iki. Kita entuk manfaat saka kawruhe sing ekstensif babagan kimia gugus utama, sing wis mbukak ing bidang anyar."
Kabeh mau gumantung saka kimia dhasar lan riset, pendekatan sing dimungkinake dening Open Klarman Fellowship, ujare Kong.
"Biasane aku bisa nglakokake reaksi ing laboratorium utawa lungguh ing ngarep komputer kanggo simulasi molekul kasebut," ujare. "Kita nyoba entuk gambaran lengkap babagan aktivitas kimia sabisa-bisane."