科学者は最近、電界触媒を使用して化学反応を制御できることを発見しました。
誰かの髪に風船をこすりつけたとき、風船が髪の毛にくっついたのを覚えていますか?毛むくじゃらの冬服を脱いで、髪をまっすぐ立てたらどうですか？それとも、カーペットに沿って靴下をシャッフルし、友達に手を差し伸べて、良いショックを与えたときですか?これらはすべて静電気のおかげで起こります.
結局のところ、大人になっても楽しみを止める必要はありません。オーストラリア国立大学 (ANU) の科学者は、静電気は友人を驚かせるだけでなく、化学反応も制御できることを発見しました!
プロセスとは
化学反応ですか？それらは何ですか？化学物質が互いに混ざり合うと、それらは「生成物」、つまり混合の結果として化学変化をもたらします。反応の生成物は、反応物、または最初の化学反応に入った化学物質とは別のものです。
科学者たちは、電界触媒と呼ばれるものを使用して、静電気を利用して反応を制御しています。
触媒は反応を加速させる力です。通常、希少な化学物質は触媒として使用されますが、それらには欠点があります。それらは高価で、生成物を汚染する可能性があり、反応の結果に望ましくない副生成物を追加する可能性があります.
電場に合わせて試薬を配置することで、電場が化学反応を刺激します。
テストは良さそう
ANU チームは、一般的な化学反応であるディールス アルダー反応で電界触媒をテストしました。この反応は、さまざまな化学物質、特に炎症を抑える薬であるコルチゾンを作るために使用されます。反応率が 5 倍に改善されました — 非常に印象的な改善です!
ANU が発表した声明の中で、主任研究者の Michelle Coote 氏は次のように述べています。酵素は、正確な方向に保持された、慎重に方向付けられた荷電官能基で機能し、活性部位内に方向付けられた電場を効果的に生成します。」
Coote は、電場触媒が反応を加速できるかもしれないと予測していましたが、この現象は今まで観測されたことはありませんでした。通常の化学反応では、分子は液体または気体内で常にランダムな方向に整列します。
チームは、すべての分子を同じ方向に配置することを含む予測をテストする計画を開発しました。次に、走査型トンネル電子顕微鏡の先端で電場を発生させました。この電界は、各分子の電界の極性と強度をテストするために使用されました。
Coote は、この技術を使用して大量の製品を製造することは不可能であることを認めています。 Coote 氏は IFScience に次のように語っています。電界強度は、1 つのことに対して低すぎるでしょう。」
未来は明るい
このプロセスには強力な研究用途があります。科学者が自然な反応をより迅速かつ効率的に理解するのに役立ちます。電界は急速にオンまたはオフに切り替えることができ、実験の試験管の外側に存在します。研究者は、化学反応をより遠隔操作できるようになります。
ANU の声明によると、このブレークスルーは「製造プロセスをスピードアップし、化学反応の前例のない制御を可能にする可能性があります。たとえば、有機回路に基づく柔軟な電子部品の製造においてです。」
Coote はまた、この実験の成功により、光や熱ではなく電場を自己修復ポリマーに使用する可能性が開ける可能性があると考えています。チームは、化学反応に関して従来の考え方に逆らっており、これは化学研究におけるエキサイティングな前進です!
