ثورة مائية: تكنولوجيا النجوم النانوية تفتح حقبة جديدة من الكيمياء الخضراء

فريق جامعة الأرز في هيوستن

اخترق نموذج العملية الكيميائية التقليدية وطور نظام تفاعل ثوري يعتمد على الوسائط المائية. في هذه الدراسة ، تم بناء هيكل كروي من micelle بقطر 5-6 نانومتر فقط من خلال تصميم عامل نشط مركب معدني ذاتي التجميع (MECSS) ، ويمكن لقبه الكاره من الماء أن يلف بكفاءة المواد المتفاعلة غير القابلة للذوبان في الماء لتحقيق تحفيز دقيق في بيئة المياه النقية. هذا الاختراق ، المنشور في العلوم الكيميائية ، يتخلى تمامًا عن المذيبات العضوية التي تعتمد عليها العمليات التقليدية ويوفر حلولًا عديمة السمية للأدوية وعلوم المواد وغيرها من المجالات.

يتجسد الابتكار التكنولوجي في ثلاثة أبعاد: أولاً ، يمكن التحكم بدقة بحجم الميكيل إلى مقياس النانو من خلال تنظيم طول السلسلة الكارهة للماء للعامل النشط ، وبالتالي تحسين كفاءة الاتصال لواجهة التفاعل بشكل كبير ؛ وثانيًا ، يحقق التفاعل الحفاز الضوئي عائدًا يزيد عن 92 ٪ في المرحلة المائية ، وهو ما يعادل نظام المذيبات السامة. أخيرًا ، تتيح الخصائص القابلة لإعادة التدوير لهيكل الميكيل إعادة تدوير المحفز ، مما يقلل من تكلفة تفاعل واحد بنسبة ٪.

ستؤدي النتيجة إلى تفاعل سلسلة كيميائية صناعية: يمكن لصناعة المستحضرات الصيدلانية القضاء على أكثر من 9 ٪ من انبعاثات المذيبات ، ومن المتوقع أن تحقق عملية تصنيع مواد البوليمر عملية تحويل المياه بالكامل. أما التأثير الأبعد مدى فهو أن مفهوم "مفاعل النانو" هذا قد فتح طريقًا جديدًا للكيمياء الخضراء-عن طريق محاكاة الهيكل الغشائي البيولوجي ، وإعادة بناء بيئة التفاعل المجهرية على المستوى الجزيئي ، وتوفير نموذج ثنائي لتحسين العمليات التقليدية. ومع تقدم التصنيع التكنولوجي ، من المتوقع أن يقلل المؤتمر من انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة في الصناعة الكيميائية العالمية بنسبة 12-15 ٪ ، ويعزز التنفيذ الفني لأهداف التنمية المستدامة.