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 kemikal nga katalisis nga si Richard Kong dugay nang naghunahuna bahin sa mga reaksiyong kemikal. Sa iyang trabaho isip usa ka "propesyonal nga inhenyero sa tunog", sama sa iyang giingon, interesado siya dili lamang sa mga reaksiyon nga motumaw sa iyang kaugalingon, apan lakip usab sa pagpukaw sa mga bag-o.
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 nagdisenyo og usa ka katalista aron idirekta ang reaksyon nga ilang gusto, ug kini nahitabo. Pananglitan, ang carbon dioxide mahimong mabag-o ngadto sa formic acid, methanol, o formaldehyde pinaagi sa pagpili sa husto nga katalista ug pag-eksperimento sa mga kondisyon sa reaksyon.
Ang pamaagi ni Kong haom kaayo sa pamaagi ni Lancaster nga "discovery-driven," matod ni Kyle Lancaster, propesor sa chemistry ug chemical biology (A&S) ug faculty ni Kong. "Si Richard ang nakahunahuna nga gamiton ang lata aron mapaayo ang iyang chemistry, nga wala gyud nako nasulat," ingon ni Lancaster. "Kini usa ka katalista sa pinili nga pagkakabig sa carbon dioxide ngadto sa usa ka butang nga mas bililhon, ug ang carbon dioxide nakadawat og daghang dili maayo nga mga komento."
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 hapit sa state-of-the-art nga reactivity, ang atong sistema dali ra kaayong ma-configure," matod ni Kong. "Aron mas masabtan nato kon nganong ang ubang mga catalyst mas paspas molihok kay sa uban, nganong ang ubang mga catalyst mas maayo. Mahimo natong usbon ang mga parameter sa mga catalyst ug sulayan nga masabtan kon unsa ang makapahimo niining mga butanga nga mas paspas molihok, tungod kay kon mas paspas kini molihok, mas maayo - mas paspas ka nga makahimo og mga molekula."
Isip usa ka Klarman Fellow, si Kong naningkamot usab sa pag-convert sa mga nitrate, komon nga mga hilo nga mosulod sa mga agianan sa tubig, gikan sa palibot ngadto sa usa ka dili makadaot nga substansiya, siya miingon.
Si Kong nag-eksperimento sa mga komon nga metal 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.
“Gisusi usab namo kon unsaon paghimo og mga catalyst diin ang duha niini nga mga metal mag-interact sa usag usa,” matod ni Kong. “Pinaagi sa paggamit og duha ka metal sa framework, unsang klase sa mga reaksyon ug makapainteres nga mga pangutana ang atong makuha gikan sa mga bimetallic system?” “kemikal nga reaksyon?”
Sumala ni Kong, ang scaffolding mao ang kemikal nga palibot diin nahimutang kini nga mga metal.
Sulod sa miaging 70 ka tuig, ang naandan mao ang paggamit sa usa ka sentro sa metal aron makab-ot ang mga pagbag-o sa kemikal, apan sa miaging dekada o kapin pa, ang mga chemist sa natad nagsugod sa pagsuhid sa synergistic nga mga interaksyon tali sa duha ka kemikal nga nakagapos o magkadugtong nga mga metal. , si Kong miingon, "Kini naghatag kanimo og dugang nga mga degree 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 usa ka 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 substrate. Ang presensya sa ikaduhang metal makaapekto usab sa mga kabtangan sa unang metal.
"Mahimo nimong sugdan ang pagkuha sa gitawag nato nga synergistic effect tali sa duha ka metal centers," matod ni Kong. "Ang pipila ka talagsaon ug katingalahang mga reaksyon nagsugod na sa pagtungha sa natad sa bimetallic catalysis."
Si Kong miingon nga daghan pa ang wala mahibal-i kon giunsa pagbugkos ang mga metal sa usag usa sa mga porma sa molekula. Nalipay siya sa katahom sa kemistri mismo sama sa iyang kalipay sa mga resulta. Gidala si Kong sa laboratoryo sa Lancaster 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 naa sa ilalom sa hood ug kung unsa ang nakapahimo sa lata nga labi ka reaktibo ug makahimo niining kemikal nga reaksyon. Nakabenepisyo kita gikan sa iyang halapad nga kahibalo sa dagkong group chemistry, nga nagbukas sa usa ka bag-ong natad.”
Ang tanan nagdepende sa batakang kemistri ug panukiduki, usa ka pamaagi nga gihimong posible sa Open Klarman Fellowship, matod ni Kong.
“Kasagaran mahimo nakong ipadagan ang reaksyon sa laboratoryo o molingkod sa kompyuter nga nagsundog sa molekula,” ingon niya. “Naningkamot kami nga makakuha og kompleto nga hulagway sa kalihokan sa kemikal kutob sa mahimo.”