Kanunay nga nahitabo ang mga reaksiyong kemikal sa atong palibot—klaro kon imong hunahunaon, apan pila man kanato ang mobuhat niini kon magpaandar kita og sakyanan, mopabukal og itlog, o mo-abono sa atong balilihan?
Ang eksperto sa chemical catalysis nga si Richard Kong dugay nang naghunahuna bahin sa mga reaksiyong kemikal. Sa iyang trabaho isip usa ka "propesyonal nga tuner," sama sa iyang giingon, dili lang siya interesado sa mga tubag nga motumaw sa ilang kaugalingon, apan interesado usab siya sa pag-ila sa mga bag-ong tubag.
Isip usa ka Klarman Fellow sa Chemistry ug Chemical Biology sa College of Arts and Sciences, si Kong nagtrabaho aron makahimo og mga catalyst nga moduso sa mga kemikal nga reaksyon ngadto sa gitinguha nga mga resulta, nga makamugna og luwas ug gani dugang nga mga produkto, lakip na kadtong adunay positibo nga epekto sa panglawas sa tawo. Miyerkules.
“Daghang kemikal nga mga reaksiyon ang mahitabo nga walay tabang,” matod ni Kong, nga nagtumong sa pagpagawas sa carbon dioxide kon ang mga sakyanan mosunog og fossil fuels. “Apan ang mas komplikado ug mas komplikado nga kemikal nga mga reaksiyon dili awtomatikong mahitabo. Dinhi na mosulod ang chemical catalysis.”
Si Kong ug ang iyang mga kauban nakaugmad og mga catalyst aron madirekta ang mga reaksyon nga gusto nilang mahitabo. Pananglitan, ang carbon dioxide mahimong mabag-o ngadto sa formic acid, methanol, o formaldehyde pinaagi sa pagpili sa husto nga catalyst ug pag-eksperimento sa mga kondisyon sa reaksyon.
Sumala ni Kyle Lancaster, Propesor sa Kemistri ug Kemikal nga Biyolohiya (A&S) ug moderator ni Kong, ang pamaagi ni Kong haom kaayo sa pamaagi sa laboratoryo ni Lancaster nga "gipadagan sa pagkadiskobre". "Si Richard ang nakahunahuna nga gamiton ang lata aron mapaayo ang iyang kemistri, nga wala gyud nako nahisgoti," ingon ni Lancaster. "Siya adunay katalista nga makapili sa pag-convert sa carbon dioxide, nga kanunay gihisgutan sa prensa, ngadto sa usa ka butang nga mas bililhon."
Bag-o lang nadiskobrehan ni Kong ug sa iyang mga kolaborator ang usa ka sistema nga, ubos sa pipila ka mga kondisyon, makahimo sa pag-convert sa carbon dioxide ngadto sa formic acid.
“Samtang dili pa kita state-of-the-art sa pagtubag, ang among sistema dali ra kaayong mapasibo,” matod ni Kong. “Niining paagiha, mas masabtan nato pag-ayo nganong ang ubang mga catalyst mas paspas molihok kay sa uban, nganong ang ubang mga catalyst mas maayo gyud. Mahimo natong usbon ang mga parametro sa mga catalyst ug sulayan nga masabtan kon unsa ang nakapahimo niining mga butanga nga mas paspas molihok, tungod kay kon mas paspas kini molihok, mas maayo kini molihok, mas paspas ka makahimo og mga molekula.”
Isip usa ka Klarman Fellow, si Kong naningkamot usab sa pagtangtang sa mga nitrates, usa ka komon nga abono nga makahilo nga mosulod sa mga agianan sa tubig, gikan sa kalikopan ug himuon kini nga mas dili makadaot nga mga substansiya, ingon niya.
Nag-eksperimento si Kong sa paggamit sa mga metal nga makita sa yuta, sama sa aluminum ug lata, isip mga catalyst. Barato ang mga metal, dili makahilo ug daghan sa crust sa yuta, busa ang paggamit niini dili makahatag og mga isyu sa pagpadayon, matod niya.
“Nagtrabaho usab kami kung unsaon paghimo og mga catalyst diin ang duha ka metal nag-interact sa usag usa,” ingon ni Kong. “Pinaagi sa paggamit sa duha ka metal sa usa ka balangkas, unsang mga reaksyon ug makapaikag nga mga proseso sa kemikal ang among makuha gikan sa mga sistema sa bimetallic?”
Ang mga kalasangan mao ang kemikal nga palibot nga nagkupot niining mga metal — kini kritikal sa pag-abli sa potensyal niining mga metal sa pagbuhat sa ilang trabaho, sama nga kinahanglan nimo ang husto nga mga sinina alang sa husto nga panahon, matod ni Kong.
Sulod sa miaging 70 ka tuig, ang sukdanan mao ang paggamit og usa ka sentro sa metal aron makab-ot ang mga transisyon sa kemikal, apan sa miaging dekada o kapin pa, ang mga kemiko sa natad nagsugod sa pag-imbestiga sa panaghiusa sa duha ka metal, kemikal man o duol ra. Una, matod ni Kong, "Kini naghatag kanimo og dugang nga mga ang-ang sa kagawasan."
Kining mga bimetallic catalyst naghatag sa mga chemist sa abilidad sa paghiusa sa mga metal catalyst base sa ilang mga kusog ug kahuyang, matod ni Kong. Pananglitan, ang usa ka metal center nga dili maayo motapot sa mga substrate apan maayo nga mobungkag sa mga bond mahimong mogana uban sa laing metal center nga dili maayo nga mobungkag sa mga bond apan maayo nga motapot sa mga substrate. Ang presensya sa ikaduhang metal makaapekto usab sa mga kabtangan sa unang metal.
"Mahimo ka magsugod sa pagkuha sa gitawag nato nga synergistic effect tali sa duha ka metal centers," miingon si Kong. "Ang natad sa bimetallic catalysis nagsugod na sa pagpakita sa pipila ka talagsaon ug katingalahang reactivity."
Matod ni Kong nga daghan pa gihapon ang mga kalibog kon giunsa pagbugkos ang mga metal sa usag usa sa mga molekular nga compound. Nalipay siya sa katahom sa kemistri mismo sama sa iyang kalipay sa mga resulta. Gidala si Kong sa Lancaster Laboratories tungod sa ilang kahanas sa X-ray spectroscopy.
“Usa kini ka simbiosis,” matod ni Lancaster. “Ang X-ray spectroscopy nakatabang kang Richard nga masabtan kung unsa ang nahitabo sa luyo sa mga eksena ug kung unsa ang nakapahimo sa tin nga labi ka reaktibo ug makahimo niining kemikal nga reaksyon. Nakabenepisyo kami gikan sa iyang halapad nga kahibalo sa mayor nga kemistri sa grupo, nga nagbukas sa pultahan alang sa grupo ngadto sa usa ka bag-ong lugar.”
Ang tanan nagdepende sa batakang kemistri ug panukiduki, matod ni Kong, ug kini nga pamaagi gihimong posible pinaagi sa usa ka Open Klarman scholarship.
“Sa usa ka tipikal nga adlaw, mahimo kong magpadagan og mga reaksyon sa laboratoryo o molingkod sa atubangan sa kompyuter nga nagsundog sa mga molekula,” ingon niya. “Naningkamot kami nga makakuha og kompleto nga hulagway sa kalihokan sa kemikal kutob sa mahimo.”