Модифицираният въглерод изненадва създателите на нанокатализатори, Siberian Science News
Току-що не са композирани песни за графен - толкова силно светът издига този неоспоримо необикновен материал. Медиите често говорят за нашето време като ерата на графена, говорят за последиците от графеновата революция и му обещават необикновени перспективи. Очаква се въглеродният материал да бъде широко използван, да речем, в микроелектрониката, създаването на композитни материали, ултра-здрави покрития и много други места.
Според ръководителя на лабораторията на Института по органична химия. Н. Д. Зелински RAS Член-кореспондент на RAS Валентин Анаников, чудо новост ще си каже думата при разработването на ново поколение катализатори.
Независимо от това, аз лично смятам, че целият този шум също е от полза: графеновата вълна възражда интереса към въглеродните материали. Въоръжени с нови знания и модерно оборудване, учените започнаха да изследват приложението на добре познати въглеродни материали като графит, въглеродни нанотръби, въглеродни нанокластери и всякакви хибридни системи. (Същият графит е неизброима маса от графенови листове, макар и с малко по-различни свойства.) Това носи неочаквани резултати, отваря оригинални химически насоки. Вярвам, че точно това е предимството на световната популярност на графена.
Сега по отношение на основното направление на изследванията в нашата лаборатория - създаването на хетерогенни нанокатализатори, когато наночастици от метал, да речем паладий, никел, злато, се нанасят върху повърхността на въглеродния материал. Това е класически пример за приложението на катализа в органичния синтез, познат на науката и индустрията от много десетилетия. Тонове такива нанокатализатори се произвеждат ежегодно в света. Едно от най-честите приложения за него е финият органичен синтез. Катализаторите са необходими за производството на лекарства и нови материали за високотехнологичните индустрии. Известна е и синята мечта на химиците: да направим катализатора още по-ефективен и по-евтин, да гарантираме, че той може да се използва повторно, а отпадъците от химическото производство не замърсяват околната среда. По този начин изследването на въглеродните материали се превърна в основната тема за развитието на катализа, която получи мощен тласък, причинен от появата на графен.
- Успяхте ли да създадете такъв "супернанокатализатор"?
- По ред причини се оказа невъзможно да се направи наномащабен катализатор, в който металните частици да се отлагат върху идеална графенова повърхност. Както беше мечтата за получаване на „суперкатализатор“, така и остана. Но нещо друго е важно тук. Докато се опитвахме да го развием, успяхме да развием напълно нова област на изследване.
Следващ етап. Днес не знаем как точно работи хетерогенният катализатор, така че не знаем кой параметър първо трябва да бъде променен, за да се увеличи неговата ефективност. Всъщност трябва да действате сляпо - „като пишете“. Това е като да се опитваш да подобриш дизайна на една кола, въпреки че не съм виждал нейното „пълнене“ в очите. Сега, благодарение на съвременното оборудване, наблюдаваме как молекулите се ориентират в пространството, как се доближават една до друга, какво се случва помежду им - разкриват се тайните на химическа реакция, които преди са били недостъпни. Става възможно да се определи „ключовата характеристика“ на катализатора, да се разбере какво трябва да се надгради, за да се увеличи неговата ефективност. Стана ясно защо получаваме различни резултати, въпреки че провеждаме подобни реакции. Оказа се възможно да се идентифицират най-важните параметри, да се увеличи стабилността на катализатора.