మన చుట్టూ అన్ని వేళలా రసాయన చర్యలు జరుగుతూనే ఉంటాయి—దాని గురించి ఆలోచిస్తే ఇది స్పష్టమే, కానీ మనం కారు స్టార్ట్ చేసినప్పుడు, గుడ్డు ఉడకబెట్టినప్పుడు, లేదా మన పచ్చికకు ఎరువు వేసినప్పుడు మనలో ఎంతమంది ఈ చర్యలు చేపడతాము?
రసాయన ఉత్ప్రేరక నిపుణుడైన రిచర్డ్ కాంగ్ రసాయన ప్రతిచర్యల గురించి ఆలోచిస్తూ ఉంటారు. ఆయన స్వయంగా చెప్పుకునే విధంగా, ఒక "వృత్తిపరమైన సౌండ్ ఇంజనీర్"గా తన పనిలో, ఆయన తనలో ఉత్పన్నమయ్యే ప్రతిచర్యల పట్ల మాత్రమే కాకుండా, కొత్త వాటిని ప్రేరేపించడంలో కూడా ఆసక్తి చూపుతారు.
కాలేజ్ ఆఫ్ ఆర్ట్స్ అండ్ సైన్సెస్‌లో కెమిస్ట్రీ మరియు కెమికల్ బయాలజీ విభాగంలో క్లార్మాన్ ఫెలోగా, కాంగ్ రసాయన చర్యలను ఆశించిన ఫలితాలకు నడిపించే ఉత్ప్రేరకాలను అభివృద్ధి చేయడానికి కృషి చేస్తున్నారు. తద్వారా సురక్షితమైన మరియు విలువ జోడించిన ఉత్పత్తులను సృష్టిస్తున్నారు, వీటిలో వ్యక్తి ఆరోగ్యంపై సానుకూల ప్రభావం చూపేవి కూడా ఉన్నాయి. బుధవారం.
కార్లు శిలాజ ఇంధనాలను మండించినప్పుడు విడుదలయ్యే కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ప్రస్తావిస్తూ, "గణనీయమైన రసాయన చర్యలు ఎటువంటి సహాయం లేకుండానే జరుగుతాయి," అని కాంగ్ అన్నారు. "కానీ మరింత సంక్లిష్టమైన రసాయన చర్యలు వాటంతట అవే జరగవు. ఇక్కడే రసాయన ఉత్ప్రేరణ పాత్ర పోషిస్తుంది."
కాంగ్ మరియు అతని సహచరులు తాము కోరుకున్న చర్యను నిర్దేశించడానికి ఒక ఉత్ప్రేరకాన్ని రూపొందించారు, మరియు అది జరిగింది. ఉదాహరణకు, సరైన ఉత్ప్రేరకాన్ని ఎంచుకుని, చర్య పరిస్థితులతో ప్రయోగాలు చేయడం ద్వారా కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఫార్మిక్ ఆమ్లం, మెథనాల్ లేదా ఫార్మాల్డిహైడ్‌గా మార్చవచ్చు.
రసాయన శాస్త్రం మరియు రసాయన జీవశాస్త్రం (A&S) ప్రొఫెసర్ మరియు కాంగ్ ప్రొఫెసర్ అయిన కైల్ లాంకాస్టర్ ప్రకారం, కాంగ్ యొక్క విధానం లాంకాస్టర్ ల్యాబ్ యొక్క "ఆవిష్కరణ-ఆధారిత" విధానానికి బాగా సరిపోతుంది. "తన రసాయన శాస్త్రాన్ని మెరుగుపరచడానికి టిన్‌ను ఉపయోగించాలనే ఆలోచన రిచర్డ్‌కు వచ్చింది, అది నా ప్రణాళికలో ఎప్పుడూ లేదు," అని లాంకాస్టర్ అన్నారు. "ఇది కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను మరింత విలువైన దానిగా ఎంపికగా మార్చడానికి ఒక ఉత్ప్రేరకం, మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌కు చాలా చెడ్డ పేరు ఉంది."
కాంగ్ మరియు అతని సహచరులు ఇటీవల ఒక వ్యవస్థను కనుగొన్నారు, ఇది కొన్ని పరిస్థితులలో కార్బన్ డయాక్సైడ్‌ను ఫార్మిక్ ఆమ్లంగా మార్చగలదు.
"ప్రస్తుతం మేము అత్యాధునిక క్రియాశీలతకు దగ్గరగా లేనప్పటికీ, మా వ్యవస్థను అధికంగా కాన్ఫిగర్ చేయవచ్చు," అని కాంగ్ అన్నారు. "కాబట్టి కొన్ని ఉత్ప్రేరకాలు ఇతరుల కంటే ఎందుకు వేగంగా పనిచేస్తాయో, కొన్ని ఉత్ప్రేరకాలు సహజంగానే ఎందుకు మెరుగ్గా ఉంటాయో మనం మరింత లోతుగా అర్థం చేసుకోవడం ప్రారంభించవచ్చు. మనం ఉత్ప్రేరకాల పారామితులను ట్యూన్ చేసి, ఇవి వేగంగా పనిచేయడానికి కారణమేమిటో అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నించవచ్చు, ఎందుకంటే అవి ఎంత వేగంగా పనిచేస్తే అంత మంచిది – మీరు అణువులను మరింత వేగంగా సృష్టించవచ్చు."
క్లార్మాన్ ఫెలోగా, జలమార్గాల్లోకి విషపూరితంగా చేరే సాధారణ ఎరువులైన నైట్రేట్లను పర్యావరణం నుండి హానిరహితమైనవిగా మార్చడానికి కూడా తాను కృషి చేస్తున్నానని కాంగ్ చెప్పారు.
కాంగ్, అల్యూమినియం మరియు టిన్ వంటి సాధారణ భూలోహాలను ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగించి ప్రయోగాలు చేశారు. ఈ లోహాలు చవకైనవి, విషరహితమైనవి మరియు భూపటలంలో సమృద్ధిగా లభిస్తాయి, కాబట్టి వాటిని ఉపయోగించడం వల్ల సుస్థిరత సమస్యలు తలెత్తవని ఆయన అన్నారు.
"ఈ లోహాలలో రెండు పరస్పరం చర్య జరిపే ఉత్ప్రేరకాలను ఎలా తయారు చేయాలో కూడా మేము కనుగొంటున్నాము," అని కాంగ్ అన్నారు. "ఈ నిర్మాణంలో రెండు లోహాలను ఉపయోగించడం ద్వారా, బైమెటాలిక్ వ్యవస్థల నుండి మనం ఎలాంటి ప్రతిచర్యలను మరియు ఆసక్తికరమైన ప్రశ్నలను పొందగలం?" "రసాయన ప్రతిచర్య?"
కాంగ్ ప్రకారం, ఈ లోహాలు ఉండే రసాయన వాతావరణమే స్కఫోల్డింగ్.
గత 70 సంవత్సరాలుగా, రసాయన పరివర్తనలను సాధించడానికి ఒకే లోహ కేంద్రాన్ని ఉపయోగించడం సాధారణ పద్ధతిగా ఉండేది, కానీ గత దశాబ్ద కాలంగా, ఈ రంగంలోని రసాయన శాస్త్రవేత్తలు రసాయనికంగా బంధించబడిన లేదా ప్రక్కప్రక్కనే ఉన్న రెండు లోహాల మధ్య సినర్జిస్టిక్ పరస్పర చర్యలను అన్వేషించడం ప్రారంభించారు. "ఇది మీకు మరిన్ని స్వేచ్ఛాంశాలను ఇస్తుంది," అని కాంగ్ అన్నారు.
ఈ బైమెటాలిక్ ఉత్ప్రేరకాలు, లోహ ఉత్ప్రేరకాలను వాటి బలాలు మరియు బలహీనతల ఆధారంగా కలపగల సామర్థ్యాన్ని రసాయన శాస్త్రవేత్తలకు అందిస్తాయని కాంగ్ చెప్పారు. ఉదాహరణకు, సబ్‌స్ట్రేట్‌లతో సరిగా బంధించకుండా, బంధాలను బాగా విచ్ఛిన్నం చేసే ఒక లోహ కేంద్రం, బంధాలను సరిగా విచ్ఛిన్నం చేయకుండా సబ్‌స్ట్రేట్‌లతో బాగా బంధించే మరో లోహ కేంద్రంతో కలిసి పనిచేయగలదు. రెండవ లోహం యొక్క ఉనికి మొదటి లోహం యొక్క లక్షణాలను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది.
"రెండు లోహ కేంద్రాల మధ్య మనం సినర్జిస్టిక్ ఎఫెక్ట్ అని పిలిచే ప్రభావాన్ని పొందడం ప్రారంభించవచ్చు," అని కాంగ్ అన్నారు. "బైమెటాలిక్ కెటాలసిస్ రంగంలో కొన్ని నిజంగా ప్రత్యేకమైన మరియు అద్భుతమైన చర్యలు వెలుగులోకి రావడం ప్రారంభించాయి."
అణు రూపాలలో లోహాలు ఒకదానికొకటి ఎలా బంధం ఏర్పరుచుకుంటాయనే దానిపై ఇంకా చాలా అనిశ్చితి ఉందని కాంగ్ చెప్పారు. ఆయన ఫలితాల పట్ల ఎంత ఉత్సాహంగా ఉన్నారో, ఆ రసాయన శాస్త్రంలోని సౌందర్యం పట్ల కూడా అంతే ఉత్సాహంగా ఉన్నారు. ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోస్కోపీలో వారికున్న నైపుణ్యం కారణంగా కాంగ్‌ను లాంకాస్టర్ ప్రయోగశాలకు తీసుకువచ్చారు.
"ఇది ఒక సహజీవనం," అని లాంకాస్టర్ అన్నారు. "ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోస్కోపీ, లోపల ఏముందో మరియు తగరం ఎందుకు ప్రత్యేకంగా చర్యాశీలంగా ఉండి ఈ రసాయన చర్యకు సామర్థ్యం కలిగి ఉందో అర్థం చేసుకోవడానికి రిచర్డ్‌కు సహాయపడింది. మేజర్ గ్రూప్ కెమిస్ట్రీలో ఆయనకున్న విస్తృతమైన జ్ఞానం వల్ల మేము ప్రయోజనం పొందుతున్నాము, ఇది ఒక కొత్త రంగానికి మార్గం సుగమం చేసింది."
ఇదంతా ప్రాథమిక రసాయన శాస్త్రం మరియు పరిశోధనపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఓపెన్ క్లార్మాన్ ఫెలోషిప్ వల్లే ఈ విధానం సాధ్యమైందని కాంగ్ అన్నారు.
"సాధారణంగా నేను ప్రయోగశాలలో చర్యను జరపగలను లేదా కంప్యూటర్ వద్ద కూర్చుని అణువును అనుకరించగలను," అని అతను అన్నాడు. "మేము రసాయన చర్యకు సంబంధించి సాధ్యమైనంత పూర్తి చిత్రాన్ని పొందడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము."