E reazzioni chimiche succedenu intornu à noi tuttu u tempu - evidenti quandu ci pensate, ma quanti di noi a facenu quandu accendemu una vittura, bollimu un ovu o fertilizemu u nostru prato?
L'espertu di catalisi chimica Richard Kong hà riflettu nantu à e reazzioni chimiche. In u so travagliu cum'è "ingegnere di u sonu prufessiunale", cum'ellu stessu dice, hè interessatu micca solu à e reazzioni chì si verificanu in ellu stessu, ma ancu à pruvucà quelle nove.
In qualità di Klarman Fellow in Chimica è Biologia Chimica à u College of Arts and Sciences, Kong travaglia per sviluppà catalizatori chì guidanu e reazioni chimiche à i risultati desiderati, creendu prudutti sicuri è ancu à valore aghjuntu, cumpresi quelli chì ponu avè un impattu pusitivu nantu à a salute di e persone. Mercuri.
«Una quantità significativa di reazzioni chimiche si svolgenu senza aiutu», hà dettu Kong, riferendusi à a liberazione di diossidu di carbonu quandu e vitture brusgianu combustibili fossili. «Ma e reazzioni chimiche più cumplesse è più cumplesse ùn si verificanu micca automaticamente. Eccu induve a catalisi chimica entra in ghjocu».
Kong è i so culleghi anu cuncipitu un catalizatore per dirigisce a reazione ch'elli vulianu, è hè accadutu. Per esempiu, u diossidu di carbonu pò esse cunvertitu in acidu formicu, metanolu o formaldeide scegliendu u catalizatore ghjustu è sperimentendu cù e cundizioni di reazione.
Sicondu Kyle Lancaster, prufessore di chimica è biologia chimica (A&S) è prufessore di Kong, l'approcciu di Kong si adatta bè à l'approcciu "orientatu à a scuperta" di u laburatoriu di Lancaster. "Richard hà avutu l'idea di utilizà u stagnu per migliurà a so chimica, chì ùn hè mai stata in u mo script", hà dettu Lancaster. "Hè un catalizatore per a cunversione selettiva di u diossidu di carbonu in qualcosa di più preziosu, è u diossidu di carbonu riceve assai mala stampa".
Kong è i so collaboratori anu scupertu pocu fà un sistema chì, sottu certe cundizioni, pò cunvertisce u diossidu di carbonu in acidu formicu.
«Benchì ùn simu attualmente micca vicini à a reattività di punta, u nostru sistema hè assai cunfigurabile», hà dettu Kong. «Cusì pudemu cumincià à capisce più in prufundità perchè certi catalizatori funzionanu più velocemente di altri, perchè certi catalizatori sò intrinsecamente megliu. Pudemu aghjustà i parametri di i catalizatori è pruvà à capisce ciò chì face chì ste cose funzionanu più velocemente, perchè più velocemente funzionanu, megliu hè - pudete creà molecule più velocemente».
Cum'è un Klarman Fellow, Kong travaglia ancu per cunvertisce i nitrati, fertilizanti cumuni chì si filtranu tossicamente in e vie navigabili, da l'ambiente in qualcosa d'innocu, dice.
Kong hà sperimentatu cù metalli terrestri cumuni cum'è l'aluminiu è u stagnu cum'è catalizatori. I metalli sò economici, micca tossichi è abbundanti in a crosta terrestre, dunque u so usu ùn presenterà micca prublemi di sustenibilità, hà dettu.
«Stemu ancu scoprendu cumu fà catalizatori induve dui di sti metalli interagiscenu trà di elli», disse Kong. «Usendu dui metalli in u quadru, chì tipu di reazzioni è dumande interessanti pudemu ottene da i sistemi bimetallici?» «reazzione chimica?»
Sicondu Kong, l'impalcatura hè l'ambiente chimicu in u quale si trovanu sti metalli.
Dapoi 70 anni, a norma hè stata di utilizà un unicu centru metallicu per ottene trasfurmazioni chimiche, ma in l'ultima decina d'anni, i chimichi in u campu anu cuminciatu à esplorà l'interazzione sinergica trà dui metalli ligati chimicamente o contigui. , Kong hà dettu: "Vi dà più gradi di libertà".
Quessi catalizatori bimetallici danu à i chimichi a capacità di cumminà catalizatori metallichi in basa à i so punti di forza è di debulezza, dice Kong. Per esempiu, un centru metallicu chì si lega male à i substrati ma rompe bè i ligami pò funziunà cù un altru centru metallicu chì rompe male i ligami ma si lega bè à i substrati. A presenza di u secondu metallu affetta ancu e proprietà di u primu metallu.
«Pudete cumincià à ottene ciò chì chjamemu un effettu sinergicu trà i dui centri metallichi», disse Kong. «Alcune reazioni veramente uniche è maravigliose cumincianu à emerge in u campu di a catalisi bimetallica».
Kong hà dettu chì ci hè sempre assai incertezza nantu à cumu i metalli si leganu trà di elli in forme moleculari. Era tantu entusiasmatu da a bellezza di a chimica stessa quant'è da i risultati. Kong hè statu purtatu à u laburatoriu di Lancaster per a so cumpetenza in spettroscopia di raggi X.
«Hè una simbiosi», disse Lancaster. «A spettroscopia à raggi X hà aiutatu Richard à capisce ciò chì si piattava è ciò chì rendeva u stagnu particularmente reattivu è capace di sta reazione chimica. Benefiziemu di a so vasta cunniscenza di a chimica di i gruppi principali, chì hà apertu porte à un novu campu.»
Tuttu si riduce à a chimica basica è à a ricerca, un approcciu resu pussibule da l'Open Klarman Fellowship, hà dettu Kong.
«Di solitu possu fà a reazione in laburatoriu o pusà à l'urdinatore simulendu a molecule», disse. «Cerchemu d'avè un quadru u più cumpletu pussibule di l'attività chimica».