به نقل از «ایسنا»

سرعت واکنش‌های شیمیایی ۱۰۰ هزار برابر شد

تاریخ انتشار: ۲۸ بهمن ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۷۷۲۴۴۷

پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست(MIT) با استفاده از بارهای الکتریکی کوچک سرعت واکنش‌های شیمیایی را ۱۰۰ هزار برابر افزایش دادند.

به گزارش ایسنا، واکنش‌های شیمیایی تنها با یک تکانه کوچک الکتریکی با سرعتی باورنکردنی انجام می‌شوند که می‌توانند صنایع پتروشیمی، داروسازی و غیره را برای یک انقلاب آماده کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به نقل از آی‌ای، بر اساس مطالعه‌ای که به تازگی در مجله Science منتشر شده، پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست(MIT) از تکنیکی رونمایی کرده‌اند که می‌تواند واکنش‌های شیمیایی را متحول کند.

این دانشمندان تنها با تکانه کوچکی از الکتریسیته توانسته‌اند واکنش‌های کلیدی مورد استفاده در فرآوری پتروشیمی، تولید دارو و سایر فرآیندهای صنعتی دیگر را تسریع کنند.

الکتریسیته سرعت واکنش را تا ۱۰۰ هزار برابر افزایش می‌دهد

بر اساس گزارش منتشر شده در این مجله، این تیم به رهبری کارل وستندورف، دانشجوی فارغ التحصیل MIT در کنار استادانش یوگش سورندرانات و یوری رومن-لشکوف، افزایش چشمگیری را در نرخ واکنش‌های شیمیایی تا ۱۰۰ هزار برابر نشان داده‌اند.

به عبارت ساده، این می‌تواند به معنای جهش از واکنش‌های کند به فرآیندهایی با سرعت رعد و برق باشد که می‌تواند چشم انداز تولید مواد شیمیایی را بازتعریف کند.

سورندرانات استاد شیمی و مهندسی شیمی MIT بر اهمیت این کشف تأکید می‌کند و می‌گوید: نتایج واقعاً قابل توجه است.

این دستاورد به شکل ویژه قابل توجه است، زیرا چنین افزایش سرعتی قبلاً فقط در نیمه واکنش‌های ردوکس شامل افزایش یا از دست دادن الکترون مشاهده می‌شد. با این حال، این مطالعه این جهش‌های بی‌سابقه در واکنش‌هایی را نشان می‌دهد که شامل اکسایش یا کاهش نمی‌شوند.

اهمیت واکنش‌های کاتالیز شده برای تولید محصولاتی که روزانه استفاده می‌کنیم

تیم پژوهشگران بر واکنش‌های شیمیایی غیراکسایشی که توسط اسیدها کاتالیز می‌شوند، تمرکز کردند. منظور همان کاتالیزوری است که دانشجویان سال اول شیمی با آن آشنا می‌شوند. این واکنش‌های کاتالیز شده با اسید در فرآیندهای مختلف، از پالایش مواد پتروشیمی گرفته تا تولید دارو حیاتی هستند. همانطور که پروفسور رومن-لشکوف خاطرنشان می‌کند، این واکنش‌ها کلیدی برای تولید بسیاری از محصولاتی هستند که روزانه استفاده می‌کنیم.

چیزی که این پیشرفت را قابل توجه‌تر می‌کند، پلی است که بین دو جامعه تحقیقاتی متمایز سنتی یعنی کاتالیز الکتروشیمیایی و ترموشیمیایی می‌زند. این تکنیک که شامل اعمال یک ولتاژ خارجی کوچک است، مدت‌هاست که در حوزه الکتروشیمیایی شناخته شده است، اما تاکنون به طور سیستماتیک برای واکنش‌های ترموشیمیایی کاتالیز شده با اسید به کار گرفته نشده بود.

پروفسور سورندرانات می‌گوید: این پارامتر نادیده گرفته شده چیزی است که ما باید به آن توجه زیادی داشته باشیم، زیرا می‌تواند تأثیری واقعاً بسیار بزرگ داشته باشد. این درک جدید، تفکر مرسوم در کاتالیز را به چالش می‌کشد و دانشمندان را ترغیب می‌کند که محیط الکترواستاتیک را به همان اندازه در تعریف نرخ واکنش حیاتی بدانند.

پژوهشگران در حال حاضر یک درخواست ثبت اختراع موقت ارائه داده‌اند و همزمان در حال بررسی راه‌هایی برای پیاده‌سازی این اکتشافات در فرآیندهای شیمیایی خاص هستند.

وستندورف می‌گوید در آینده ممکن است شاهد طراحی و توسعه رآکتورهای جدید برای مهار این استراتژی باشیم که نشان دهنده یک انقلاب بالقوه در مهندسی شیمی است.

در حالی که آزمایشات آنها از یک الکترود مسطح دوبعدی استفاده می‌کرد، آنها اکنون در حال کاوش در تطبیق این فرآیند برای شرایط سه بعدی مورد استفاده در واکنش‌های صنعتی هستند. این می‌تواند به معنای افزایش قابل توجهی در بهره‌وری تولید مواد شیمیایی باشد که منجر به تغییرات بزرگی با حداقل انرژی ورودی می‌شود.

تحقیقات تیم پژوهشگران MIT قول می‌دهد که درک اساسی واکنش‌های کاتالیزوری سطحی را تغییر دهد. به قول پروفسور سورندرانات، این چیزی است که شگفت انگیز است. دنیای شیمی در آستانه تحول است و موسسه فناوری ماساچوست در خط مقدم آن است و قوانین کاتالیز را بازنویسی می‌کند.

این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: واکنش شیمیایی کاتالیزور ناسا معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري فناوري نانو شرکت های دانش بنیان واکنش های شیمیایی ۱۰۰ هزار برابر قابل توجه

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۷۷۲۴۴۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

آیا غذا‌های دریایی سرطان زا هستند؟

نظرسنجی انجام شده توسط این تیم نشان داد که ساکنان نیوهمپشایر غذا‌های دریایی را با نرخی بالاتر از میانگین ملی مصرف می‌کنند، به این معنی که ممکن است خود را در معرض PFAS و عوارض سلامتی مرتبط با مواد شیمیایی قرار دهند.

به گزارش جی پلاس، در حالی که محققان سطح PFAS شرکت‌کنندگان را آزمایش نکردند، یک مطالعه جداگانه در سال ۲۰۲۳ نشان داد که آمریکایی‌های آسیایی آمریکایی که اغلب رژیم غذایی سرشار از غذا‌های دریایی دارند، سطح PFAS در خونشان ۸۹ درصد بیشتر از سایر نژاد‌ها بود.

این مطالعه نشان داد که یک رژیم غذایی غنی از غذا‌های دریایی می‌تواند مقصر باشد، زیرا ماهی منبع اصلی آلودگی PFAS است.

مگان رومانو، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: ما خوردن غذا‌های دریایی را که منبع عالی پروتئین بدون چربی و اسید‌های چرب امگا هستند، توصیه می‌کنیم، اما همچنین منبع بالقوه‌ای برای قرار گرفتن در معرض PFAS هستند مزایای مصرف غذا‌های دریایی برای افرادی که "در مورد رژیم غذایی تصمیم می‌گیرند، به ویژه برای جمعیت‌های آسیب پذیر مانند زنان باردار و کودکان مهم است.

PFAS‌ها مواد میکروسکوپی هستند که هزاران سال طول می‌کشد تا در محیط و بدن انسان تجزیه شوند و نام "مواد شیمیایی برای همیشه" را برای آن‌ها به ارمغان آوردند. آن‌ها در منسوجات، فوم آتش نشانی، ظروف نچسب، لباس و بسته بندی مواد غذایی یافت می‌شوند و به منابع آب، خاک و هوا نفوذ می‌کنند.

از آنجایی که PFAS تقریباً در همه جای محیط زیست یافت می‌شود، محققان گفتند که دانستن چگونگی رسیدن این مواد شیمیایی به ماهی در زنجیره غذایی دریایی دشوار است.

در مطالعه‌ای که در مجله Exposure and Health منتشر شد، محققان حدس زدند که صدف‌ها می‌توانند بیشتر در معرض خطر آلودگی PFAS باشند، زیرا در کف دریا، نزدیک‌تر به منابع PFAS در نزدیکی ساحل، تغذیه می‌کنند و زندگی می‌کنند. موجودات دریایی بزرگتر ممکن است PFAS را با خوردن گونه‌های کوچکتر آلوده به آن‌ها بخورند.

هیچ سطح امنی از قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی وجود ندارد و چندین مطالعه آن‌ها را با صد‌ها نوع سرطان، مشکلات ناباروری، ناهنجاری‌های جنینی و مجموعه‌ای از بیماری‌های دیگر از جمله اوتیسم مرتبط می‌کند.

محققان گفتند این یافته‌ها بر نیاز به دستورالعمل‌های بهداشت عمومی سختگیرانه‌تر برای تعیین مقادیر ایمن مصرف غذا‌های دریایی برای کاهش قرار گرفتن در معرض PFAS تاکید می‌کند.