आपल्या आजूबाजूला नेहमीच रासायनिक प्रतिक्रिया घडत असतात - जेव्हा तुम्ही त्याबद्दल विचार करता तेव्हा ते स्पष्ट होते, परंतु आपल्यापैकी किती जण कार सुरू करताना, अंडी उकळताना किंवा आपल्या लॉनला खत घालताना ते करतात?
रासायनिक उत्प्रेरक तज्ञ रिचर्ड काँग रासायनिक अभिक्रियांबद्दल विचार करत आहेत. "व्यावसायिक ट्यूनर" म्हणून त्यांच्या कामात, जसे ते म्हणतात, त्यांना केवळ स्वतःहून उद्भवणाऱ्या प्रतिक्रियांमध्येच रस नाही तर नवीन प्रतिक्रिया ओळखण्यात देखील रस आहे.
कला आणि विज्ञान महाविद्यालयात रसायनशास्त्र आणि रासायनिक जीवशास्त्रातील क्लारमन फेलो म्हणून, कॉंग असे उत्प्रेरक विकसित करण्याचे काम करतात जे रासायनिक अभिक्रियांना इच्छित परिणामांपर्यंत पोहोचवतात, सुरक्षित आणि मूल्यवर्धित उत्पादने तयार करतात, ज्यात मानवी आरोग्यावर सकारात्मक परिणाम करू शकणारे उत्पादने देखील समाविष्ट आहेत. बुधवार.
"मोठ्या प्रमाणात रासायनिक अभिक्रिया विनाअनुदानित घडतात," काँग म्हणाले, कार जीवाश्म इंधन जाळताना कार्बन डायऑक्साइड सोडल्याचा संदर्भ देत. "पण अधिक जटिल आणि गुंतागुंतीच्या रासायनिक अभिक्रिया आपोआप होत नाहीत. इथेच रासायनिक उत्प्रेरक भूमिका बजावते."
काँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी त्यांना हव्या असलेल्या प्रतिक्रियांचे निर्देश करण्यासाठी उत्प्रेरक विकसित केले. उदाहरणार्थ, योग्य उत्प्रेरक निवडून आणि प्रतिक्रिया परिस्थितींचा प्रयोग करून कार्बन डायऑक्साइडचे फॉर्मिक अॅसिड, मिथेनॉल किंवा फॉर्मल्डिहाइडमध्ये रूपांतर करता येते.
रसायनशास्त्र आणि रासायनिक जीवशास्त्र (A&S) चे प्राध्यापक आणि काँगचे मॉडरेटर काइल लँकेस्टर यांच्या मते, काँगचा दृष्टिकोन लँकेस्टरच्या प्रयोगशाळेच्या "शोध-चालित" दृष्टिकोनाशी चांगला जुळतो. "रिचर्डला त्याची रसायनशास्त्र सुधारण्यासाठी टिन वापरण्याची कल्पना होती, जी माझ्या स्क्रिप्टमध्ये कधीच नव्हती," लँकेस्टर म्हणाले. "त्याच्याकडे एक उत्प्रेरक आहे जो निवडकपणे कार्बन डायऑक्साइडचे रूपांतर करू शकतो, ज्याबद्दल प्रेसमध्ये खूप चर्चा होते, ते अधिक मौल्यवान काहीतरी बनवू शकते."
काँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी अलीकडेच एक अशी प्रणाली शोधून काढली आहे जी काही विशिष्ट परिस्थितीत कार्बन डायऑक्साइडचे फॉर्मिक अॅसिडमध्ये रूपांतर करू शकते.
"आम्ही प्रतिसाद देण्याच्या बाबतीत अद्याप अत्याधुनिक नसलो तरी, आमची प्रणाली अत्यंत सानुकूल करण्यायोग्य आहे," काँग म्हणाले. "अशा प्रकारे, काही उत्प्रेरक इतरांपेक्षा जलद का काम करतात, काही उत्प्रेरक मूळतः चांगले का असतात हे आपण अधिक खोलवर समजून घेऊ शकतो. आपण उत्प्रेरकांचे पॅरामीटर्स बदलू शकतो आणि या गोष्टी कशामुळे जलद काम करतात हे समजून घेण्याचा प्रयत्न करू शकतो, कारण ते जितक्या वेगाने काम करतात तितके चांगले काम करतात, तितक्या वेगाने तुम्ही रेणू तयार करू शकता."
क्लारमन फेलो म्हणून, काँग पर्यावरणातून नायट्रेट्स, एक सामान्य खत जे विषारीपणे जलमार्गांमध्ये झिरपते, काढून टाकण्यासाठी आणि त्यांना अधिक निरुपद्रवी पदार्थांमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी देखील काम करत आहे, असे ते म्हणाले.
कॉंगने पृथ्वीवर आढळणारे अॅल्युमिनियम आणि कथील यांसारखे धातू उत्प्रेरक म्हणून वापरण्याचा प्रयोग केला. हे धातू स्वस्त, विषारी नसलेले आणि पृथ्वीच्या कवचात मुबलक प्रमाणात आढळतात, त्यामुळे त्यांचा वापर केल्याने शाश्वततेचा प्रश्न निर्माण होणार नाही, असे ते म्हणाले.
"दोन धातू एकमेकांशी संवाद साधतील अशा ठिकाणी उत्प्रेरक कसे बनवायचे यावरही आम्ही काम करत आहोत," काँग म्हणाले. "एका चौकटीत दोन धातू वापरून, बायमेटॅलिक सिस्टीममधून आपल्याला कोणत्या प्रतिक्रिया आणि मनोरंजक रासायनिक प्रक्रिया मिळू शकतात?"
जंगले हे रासायनिक वातावरण आहे जे या धातूंना धरून ठेवते - या धातूंचे त्यांचे काम करण्याची क्षमता उघड करण्यासाठी ते महत्त्वाचे आहेत, जसे तुम्हाला योग्य हवामानासाठी योग्य कपडे आवश्यक असतात, असे काँग म्हणाले.
गेल्या ७० वर्षांपासून, रासायनिक संक्रमण साध्य करण्यासाठी एकाच धातू केंद्राचा वापर करणे हा मानक आहे, परंतु गेल्या दशकात, या क्षेत्रातील रसायनशास्त्रज्ञांनी रासायनिक किंवा जवळच्या दोन धातूंच्या मिलनाचा शोध घेण्यास सुरुवात केली आहे. प्रथम, काँग म्हणतात, "हे तुम्हाला अधिक प्रमाणात स्वातंत्र्य देते."
हे बायमेटॅलिक उत्प्रेरक रसायनशास्त्रज्ञांना त्यांच्या ताकद आणि कमकुवतपणाच्या आधारावर धातू उत्प्रेरक एकत्र करण्याची क्षमता देतात, असे काँग म्हणतात. उदाहरणार्थ, एक धातू केंद्र जे सब्सट्रेट्सशी चांगले बंधन बांधत नाही परंतु बंध चांगले तोडते ते दुसऱ्या धातू केंद्रासोबत काम करू शकते जे बंध खराब बंधन तोडते परंतु सब्सट्रेट्सशी चांगले बांधते. दुसऱ्या धातूची उपस्थिती पहिल्या धातूच्या गुणधर्मांवर देखील परिणाम करते.
"तुम्हाला दोन धातू केंद्रांमधील एक सहक्रियात्मक परिणाम मिळू शकतो," काँग म्हणाले. "बायमेटलिक उत्प्रेरकाचे क्षेत्र आधीच काही खरोखरच अद्वितीय आणि अद्भुत प्रतिक्रिया दर्शवू लागले आहे."
आण्विक संयुगांमध्ये धातू एकमेकांशी कसे जोडले जातात याबद्दल अजूनही अनेक अस्पष्टता आहेत असे काँग म्हणाले. तो रसायनशास्त्राच्या सौंदर्याने जितका उत्साहित होता तितकाच तो निकालांनीही उत्साहित होता. एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपीमधील त्यांच्या कौशल्यासाठी काँगला लँकेस्टर प्रयोगशाळांमध्ये आणण्यात आले.
"हे एक सहजीवन आहे," लँकेस्टर म्हणाले. "एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपीमुळे रिचर्डला पडद्यामागे काय चालले आहे आणि टिनला विशेषतः प्रतिक्रियाशील आणि या रासायनिक अभिक्रियेसाठी सक्षम बनवणारे काय आहे हे समजण्यास मदत झाली. प्रमुख गट रसायनशास्त्राच्या त्याच्या विस्तृत ज्ञानाचा आम्हाला फायदा झाला, ज्यामुळे गटासाठी एका नवीन क्षेत्राचे दरवाजे उघडले."
हे सर्व मूलभूत रसायनशास्त्र आणि संशोधनावर अवलंबून आहे, असे काँग म्हणतात आणि हा दृष्टिकोन ओपन क्लारमन शिष्यवृत्तीमुळे शक्य झाला आहे.
"सामान्य दिवशी, मी प्रयोगशाळेत प्रतिक्रिया चालवू शकतो किंवा संगणकावर बसून रेणूंचे अनुकरण करू शकतो," तो म्हणाला. "आम्ही शक्य तितके रासायनिक क्रियाकलापांचे संपूर्ण चित्र मिळविण्याचा प्रयत्न करत आहोत."