新材料 |催化劑“新寵”—靜電
來自澳大利亞國立大學(xué)(ANU)的Michelle Coote教授的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了這種顛覆性的新方法，從自修復(fù)材料到藥物，都可以利用該方法制造一系列化學(xué)物質(zhì)。
澳大利亞國立大學(xué)(ANU)化學(xué)研究中心的理論化學(xué)家兼職電子材料科學(xué)研究中心(ARC)的高級研究員Coote教授說道：“這是一項非常不可思議的發(fā)現(xiàn)，使得我們對化學(xué)反應(yīng)有了一種全新的認(rèn)識。”
Coote教授表示，這項驚人的突破使得研究者能夠以全新的方式認(rèn)識化學(xué)，加速制造過程，并且前所未有的控制化學(xué)反應(yīng)，例如，制造基于有機電路的柔性電子元件。
Coote教授預(yù)測，電場可以強烈地影響化學(xué)反應(yīng)速率，它之所以從未被觀察到，是因為在標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)反應(yīng)中，氣體或液體中分子取向是隨機的。
來自西班牙巴塞羅那大學(xué)的研究人員和來自Wollongong大學(xué)的Simone Ciampi博士所在的團(tuán)隊利用掃描隧道電子顯微鏡的尖端產(chǎn)生的電場來驗證教授Coote的預(yù)測。
研究團(tuán)隊將所有分子沿著同一方向附著在同一平面，然后用電子顯微鏡的探針來測試每個分子，并通過改變電場的強度和極性來控制Diels-Alder反應(yīng)的速率，使得共軛二烯和雙烯形成環(huán)己烯的反應(yīng)速率提高了5倍。
Coote教授表示，該結(jié)果有助于研究團(tuán)隊理解很多自然生化反應(yīng)，自然界使用酶作為最終的催化劑，反應(yīng)速率可以改變14個數(shù)量級。酶與帶電官能團(tuán)發(fā)生作用，在活性位點上有效地產(chǎn)生一個定向電場。
與傳統(tǒng)催化劑相比，電場催化劑的優(yōu)勢顯而易見。傳統(tǒng)催化劑通�；诎嘿F的化學(xué)物質(zhì)，而且還存在副產(chǎn)物或者污染最終產(chǎn)物。由于電場可以在測試管外很快地打開和關(guān)閉，因此研究人員可以通過這一新方法遠(yuǎn)程控制化學(xué)過程。
當(dāng)澳大利亞國立大學(xué)(ANU)作為電子材料科學(xué)研究中心(ACES)的合作伙伴加入Wollongong大學(xué)的同時，Coote教授也被巴塞羅那大學(xué)引進(jìn)。ACES的主任教授Gordon Wallace表示，目前這僅僅是種跨學(xué)科研究的整體方法，也許短期內(nèi)可以付諸于工業(yè)生產(chǎn)中。
Gordon Wallace教授介紹，ACES中心具備高校環(huán)境和綜合學(xué)科研究方法，這意味著研究者可以使用一切必備技能--從構(gòu)建分子生物學(xué)模型到進(jìn)行精確實驗--來實現(xiàn)這一驚人發(fā)現(xiàn)。
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