ونشر البحث في مجلة العلوم الكيميائية
قبل عامين، اكتشف الباحثون نوعاً جديداً من الارتباط الكيميائي، وبذلك أكملوا في الواقع "لغزاً" في مجال العلوم الكيميائية الأساسية؛ ويفتح كلا الاكتشافين الباب أمام تطوير محفزات جديدة ذات خصائص خاصة لم تكن معروفة حتى الآن
اكتشف باحثو كلية شوليك للكيمياء في التخنيون مواد كيميائية نادرة تظهر القدرة على ربط معدن مشحون + بمعدن مشحون + وبالتالي فتح الباب أمام تطوير محفزات جديدة ذات خصائص خاصة لم تكن معروفة حتى الآن .
"إن مجال الحفز الكيميائي هو مجال واسع جدًا"، يوضح البروفيسور مارك غاندلمان من كلية شوليش للكيمياء في التخنيون. "إنه يؤثر على حياتنا اليومية على عدة مستويات. بمساعدة العمليات التحفيزية، نقوم بإعداد مواد مبتكرة ذات خصائص فريدة، وفي الواقع، فإن الكثير مما يخدمنا يتم عن طريق الحفز، والذي يقع في قلب نوعية حياتنا في الغذاء والدواء والسيارات والطائرات والمزيد. ويقدر سوق الحفز العالمي بنحو 500 مليار دولار."
يعتمد التحفيز على نشاط المحفز (مادة كيميائية تعمل كمحفز بل وتفتح طرقًا جديدة لتحضير مواد قيمة لا يمكن إنتاجها بدونها). يتم تصنيع العديد من المحفزات بشكل رئيسي من نواة معدنية ومواد عضوية تحيط بها، والتي تحملها بالفعل. تتأثر خصائص المعدن (أي خصائص المحفز) بالمادة العضوية المحيطة به.
هناك رابطة كيميائية بين المعدن والمادة العضوية. نوع الرابطة مهم جدًا، لأنه يعطي خصائص فريدة للمعدن. واكتشف البروفيسور جندلمان والباحثون في مختبره منذ نحو عامين نوعا مبتكرا من ربط المواد العضوية بالمعدن. وهذا رابط جديد بين مادة تعتمد على النيتروجين موجب الشحنة والمعادن. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف رابطة تعتمد على النيتروجين المشحون إيجابيا. وحتى الآن، كانت روابط مماثلة تعتمد بشكل أساسي على الكربون ومواد من هذه العائلة، وفي الواقع فإن اكتشاف باحثي التخنيون أكمل "القطعة المفقودة من اللغز". لقد أظهر باحثو التخنيون الآن أن المواد التي تسمى النيترينيوم (المعتمدة على النيتروجين +) يمكن أن تشكل رابطة كيميائية مع معدن مشحون أيضًا بشحنة + (إيجابية). كما نعلم، في الطبيعة زائد و زائد يتنافران (مثل الشحنات في البطاريات). وفي الكيمياء، تتنافر أيضًا بعضها البعض، ولكن نظرًا لأن الجزيئات الكيميائية تحمل أنوية وإلكترونات، فإنها تنجذب أيضًا لبعضها البعض.
يوضح البروفيسور جيندلمان: "لقد أظهرنا وجود علاقة بين معدن موجب الشحنة وعنصر غير معدني موجب الشحنة (لاجاندا)." "هذه المواد نادرة ولها أهمية علمية أساسية ولديها أيضًا إمكانية كبيرة لاستخدامها كمحفزات لتفاعلات مهمة ذات أهمية في الكيمياء، مثل تحويل الكربون الخامل والبسيط إلى مواد وظيفية ذات قيمة في الصناعة أو في الحياة اليومية."
وبعد هذا الاكتشاف، قد يكون من الممكن في المستقبل تحسين أو اكتشاف العمليات الكيميائية المبتكرة التي من شأنها توفير الطاقة وتقليل الكثير من النفايات بشكل كبير. يوضح البروفيسور جيندلمان: "هناك إمكانات هنا للكيمياء الخضراء". “النفايات الكيميائية مشكلة عالمية”.
