علماء من جامعة برشلونة يكتشفون مقاربة نانوتكنولوجية لتسريع تفاعلات كيميائية

اقترح باحثون من جامعة برشلونة بالاشتراك مع باحثين من جامعتين استراليتين طريقة جديدة لتحفيز وتسريع التفاعلات الكيميائية عن طريق تطبيق حقل كهربائي بين الجزيئات المتفاعلة. هذا يفتح الباب أمام إنتاج مركبات كيميائية تُستخدم كمركبات صيدلانية أو مواد، بأسرع وأرخص طريقة. هذا التفاعل المدروس تم نشره في المجلة العلمية “الطبيعة Nature” وهو عبارة عن تفاعل كلاسيكي من نوع تفاعل ديلز- ألدر ولكن بتطبيق حقل كهربائي موجه بين قطبي نانو يحتويان على الجزيئات المتفاعلة. هذه المقاربة الجديدة في التحضير النانو كيميائي تتضمن ربط جزيئات مستقلة من أجل خلق تشكيل جزيئي كما في عملية تركيب قطع اللعبة المفككة.

كما تستطيع هذه المقاربة أن تدلنا على طرق جديدة في تحدي إنتاج المركبات الكيميائية.

يقول إسماعيل دييز بيريز Ismael Díez-Pérez، أستاذ مساعد بجامعة برشلونة وكبير الباحثين في المعهد الكاتالوني للهندسة البيئية (IBEC) والذي قاد فريق البحث المنشور في مجلة الطبيعة: “النظرية تفترض أنّ كثيراً من التفاعلات الكيميائية – وليست تفاعلات الأكسدة والإرجاع فقط، كما يعتقد الكثيرون- تستطيع أن تُحفَّز بتطبيق حقل كهربائي، وقد قدمنا الأدلة التجريبية على صدق هذا ولأول مرة.”

من المقدور إذن تحفيز التفاعلات الكيميائية بهذه الطريقة وجعلها سريعة وذات مردود معتبر وبأثمان معقولة ورخيصة من أجل تطبيقها في مختلف المجالات.

التحفيز الكهروستاتيكي (الذي يستخدم الحقل الكهربائي) هو آخر ما توصل إليه العلم  في مجال التحضير الكيميائي، لأن الكهروستاتيكا لها آثار موجَّهة.

الباحثون في اسبانيا واستراليا نجحوا في مسعاهم  بتقنية تتبع حالة جزيئة متفاعلة باستخدام المجهر النفقي الماسح (STM)

يقول ألبرت كورتيخوس Albert Cortijos، طالب الدكتوراة بجامعة برشلونة: “استطعنا تسريع تفاعل من غير تفاعلات الأكسدة والإرجاع ولأول مرة وذلك بمتابعة سلوك جزيئة بالنسبة لتغيرات الحقل الكهربائي.”

ويضيف إسماعيل: “باستخدام حقول كهربائية خارجية كمحفزات يعني هذا أننا نجحنا في تحدي تسريع تفاعلات كيميائية لم تكن ممكنة بالطرق الكلاسيكية.”

ويضيف نديم درويش Nadim Darwish، من مركز البحث ماري كوري بجامعة برشلونة: “هذا الإنجاز يفتح الباب للتكنولوجيا الكيميائية المستقبلية.”

المصادر:

Aragonès, AC., & et al. Electrostatic catalysis of a Diels–Alder reaction. Nature, March 2016. 531. pp. 88-91. DOI: 10.1038/nature16989

UB scientists exploit Nanotechnology approaches to speed up chemical reactions. Universitat de Barcelona. Retrieved December 30, 2016, from http://www.ub.edu/web/ub/en/menu_eines/noticies/2016/03/005.html