เคมีอุตสาหกรรมมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์เผยตัวอยู่ภายในรูพรุนของตัวเร่งปฏิกิริยาคริสตัล และขนาดของรูพรุนเหล่านั้นเป็นตัวกำหนดว่าปฏิกิริยาใดสามารถเกิดขึ้นได้ ปัจจุบัน นักเคมีได้คิดค้นวิธีการใหม่ในการสร้างวัสดุผลึกที่มีรูพรุนที่ใหญ่ที่สุดบางส่วนรูขุมขนกว้าง ผลึกใหม่ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่ดังที่แสดงไว้ในชิ้นส่วนแนวทแยงนี้อาจนำไปสู่ตัวเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรมได้หลากหลายจะวิธีการส่วนใหญ่ในการผลิตผลึกที่มีรูพรุนรวมถึงตัวจับ: การเพิ่มขนาดของรูพรุนให้ใหญ่ขึ้นนั้นมาจากค่าใช้จ่ายของโครงสร้างที่สั่งซื้อ Xiaodong Zou นักฟิสิกส์และนักเคมีจากมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์มตั้งข้อสังเกตว่าสำหรับการใช้งานจำนวนมาก สิ่งสำคัญคือต้องทราบตำแหน่งที่แม่นยำของทุกอะตอม ซึ่งเป็นไปได้ในผลึกแต่ไม่ใช่ในโครงสร้างที่ไม่เป็นระเบียบ
รับข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
ล่าสุดและยิ่งใหญ่ที่สุดจากนักเขียนผู้เชี่ยวชาญของเราทุกสัปดาห์
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
Zou นักเคมี Michael O’Keeffe จาก Arizona State University ใน Tempe และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาได้สังเคราะห์ผลึกที่มีรูพรุนที่ทำจากเจอร์เมเนียมออกไซด์ หน่วยพื้นฐานของโครงสร้างโมเลกุลเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมของเจอร์เมเนียมที่จับกับอะตอมออกซิเจนสี่หรือหกอะตอมเพื่อสร้างจัตุรมุขหรือแปดหน้าตามลำดับ
หน่วยเจอร์เมเนียม-ออกไซด์แตกต่างจากหน่วยพื้นฐานของซิลิคอนออกไซด์และออกไซด์ของโลหะอื่นๆ ในวัสดุผลึกที่มีรูพรุนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย หน่วยเจอร์เมเนียม-ออกไซด์ก่อตัวเป็นโครงสร้างทุติยภูมิที่มีเตตระฮีดราหกตัวและแปดด้านสี่ด้าน โครงสร้างรองเหล่านี้รวมกันเป็นสถาปัตยกรรมรูพรุนขนาดใหญ่
O’Keeffe กล่าวว่าสิ่งนี้ให้ “ความซับซ้อนเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งระดับและ
ระดับของขนาดที่มากขึ้น” กว่าคริสตัลทั่วไป เขาและเพื่อนร่วมงานอธิบายถึงโครงสร้างใหม่ใน 29 กันยายนNature
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
ผลึกเจอร์เมเนียมออกไซด์มีเครือข่ายรูพรุนขนาดใหญ่สองเครือข่ายอยู่ภายใน แต่ละอุโมงค์มีลักษณะคล้ายกับอุโมงค์เกลียว โดยมีอุโมงค์เพิ่มเติมแตกแขนงออกไปในทิศทางต่างๆ อุโมงค์มีความกว้าง 1 นาโนเมตรที่จุดที่แคบที่สุดและกว้างที่สุดเพียง 2 นาโนเมตรเท่านั้น ซึ่งเป็นช่วงขนาดที่สามารถรองรับโมเลกุลขนาดใหญ่กว่าผลึกที่มีรูพรุนส่วนใหญ่ได้
Thomas Pinnavaia นักเคมีอนินทรีย์แห่ง Michigan State University ใน East Lansing กล่าวว่างานนี้ “แสดงให้เห็นว่าวัสดุที่มีรูพรุนขนาดใหญ่มากสามารถออกแบบได้อย่างสมเหตุสมผล” โดยการเชื่อมโยงโครงสร้างทุติยภูมิ โครงสร้างทุติยภูมิ “มีลักษณะเฉพาะ และโครงสร้างลำดับชั้นที่เกิดขึ้นนั้นมีลักษณะเฉพาะ” เขากล่าว
คริสตัลที่มีรูพรุนขนาดใหญ่อาจเป็นประโยชน์ต่อการกลั่นน้ำมัน Pinnavaia กล่าว ปัจจุบันผลึกตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการเปลี่ยนน้ำมันดิบเป็นน้ำมันเบนซินไม่รวมโมเลกุลน้ำมันที่ใหญ่ที่สุด ส่วนประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเหล่านี้กลายเป็นยางมะตอยและงูสวัด แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีรูพรุนขนาดใหญ่สามารถเปลี่ยนให้เป็นเชื้อเพลิงซึ่งมีค่ามากกว่า “นี่ … เป็นขั้นตอนในทิศทางนั้น” Pinnavaia กล่าว
อุโมงค์ของโครงข่ายทั้งสองในเกลียวไขจุกคริสตัลเจอร์เมเนียม-ออกไซด์นั้นหมุนสวนทางกัน โดยอันหนึ่งบิดไปทางซ้ายและอีกอันบิดไปทางขวา นักวิจัยได้สร้างคริสตัลรุ่นหนึ่งโดยเครือข่ายเหล่านี้ถูกปิดกั้น ตามทฤษฎีแล้ว คริสตัลดังกล่าวสามารถใช้สร้างโมเลกุลของยาที่ไม่ว่าจะถนัดขวาหรือถนัดซ้าย Galen Stucky นักเคมีด้านวัสดุสังเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารากล่าว บ่อยครั้งที่การทำงานของยาขึ้นอยู่กับความถนัดมือของโมเลกุล
credit : sandersonemployment.com
lesasearch.com
actsofvillainy.com
soccerjerseysshops.com
nykodesign.com
nymphouniversity.com
saltysrealm.com
baldmanwalking.com
forumharrypotter.com
contrebasseries.com
