Er zijn verschillende onderzoeksgebieden ontstaan ​​rond de chemische drijfveren, katalysatoren genoemd, aan het werk in veel industriële processen – inclusief processen die de productie van brandstoffen stimuleren, meststoffen, en voedingsmiddelen. Deze onderzoeksinspanningen hebben bruikbare katalysatoren ontwikkeld die chemische reacties versnellen en de reacties efficiënter maken zonder daarbij verbruikt te worden.

Nutsvoorzieningen, er is een groeiende belangstelling voor het coördineren van de onderzoeksinspanningen op deze gebieden om nieuwe, hybride katalysatoren met verbeterde prestaties, zei Gabor Somorjai, een facultaire senior wetenschapper in de Materials Sciences Division van het Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) van het Amerikaanse Department of Energy en professor scheikunde aan de UC Berkeley.

Somorjai, die er meer dan 1 heeft geschreven 000 tijdschriftartikelen met betrekking tot katalyse en in het bijzonder chemie aan het oppervlak van metalen, pleit voor het nastreven van nieuwe vormen van hybride katalyse in een perspectiefartikel dat deze maand in het tijdschrift is gepubliceerd Natuur Katalyse . Somorjai heeft ook vier leerboeken geschreven met betrekking tot oppervlaktechemie.

"Laten we proberen de resultaten van deze velden op nieuwe manieren te combineren, "Zei Somorjai. "Het lijkt duidelijk dat dit de evolutie van het veld zal zijn." Het artikel erkent enkele eerder gepubliceerde onderzoeken met betrekking tot hybride katalysatoren, en roept op tot meer vooruitgang.

Rong "Rocky" Ja, hoofdauteur van de krant, zei, "Onze paper brengt het concept van hybride katalysatoren systematisch en uitgebreid naar voren, zodat meer onderzoekers zich bewust zijn van de mogelijkheden in onderzoeksrichtingen en samenwerkingen." Ye is een voormalig afgestudeerde student aan Berkeley Lab en UC Berkeley, die nu een Presidential Postdoctoral Fellow is aan de Cornell University.

De drie algemene soorten katalyseonderzoek, volgens het perspectiefartikel, worden vaak als volgt ingedeeld:

• Homogene katalysatoren, die typisch werken in dezelfde fase van materie (meestal een vloeistof of een gas) als de reactant. Een reactant is een stof die deelneemt aan een chemische reactie en door de reactie wordt veranderd.
• Heterogene katalysatoren, die in een andere fase van de materie opereren dan reactanten. Dit type katalysator kan zich aan de buiten- of binnenkant van dichte of poreuze vaste stoffen bevinden, het artikel merkt op, of kan worden bevestigd aan het oppervlak van materialen, in de vorm van metaalkristallen of nanodeeltjes, bijvoorbeeld.
• Enzym katalysatoren, dit zijn 3-D biologische moleculen die zijn afgeleid van aminozuren. Enzymen worden typisch ondergedompeld in een vloeistof.
• Het creëren van hybride katalysatoren door het mengen van verschillende soorten katalysatoren en reactanten "kan groter zijn dan de som van hun delen ... en kan een veelbelovende methode bieden om ongrijpbare eindproducten te synthetiseren, " staat in het artikel. Het perspectief, geschreven door Somorjai en vier andere onderzoekers van Berkeley Lab en UC Berkeley, somt 17 chemische processen op die kunnen worden versneld door katalysatoren in elk van de bovenstaande categorieën.

"Als we proberen te hybridiseren, kunnen we misschien de reactiesnelheid of de selectiviteit voor nieuwe producten versnellen, ' zei Somorjai.

Dit zou nieuwe wegen kunnen openen voor de ontwikkeling van batterijen met een langere levensduur en goedkopere medicijnen, hij zei.

Nu al, Somorjai's onderzoeksgroep heeft manieren gevonden om "homogene katalyse te heterogeniseren" door tethering, enten, of invangende katalysatoren die typisch zijn opgelost in een vloeistof. Dit kan zorgen voor meer stabiliteit op lange termijn voor de reactieprocessen, afval verminderen, en het hergebruik van de katalysatoren te verbeteren, de perspectiefnotities.

Er zijn uitdagingen, Hoewel, bijvoorbeeld om te voorkomen dat metalen na verloop van tijd uitlogen, en bij het optimaliseren van alle componenten en omstandigheden om de superieure prestaties van dergelijke hybriden te garanderen.

Het team van Somorjai bevindt zich nu in de vroege stadia van het werken aan hybride benaderingen die enzymkatalysatoren bevatten.

"Laten we proberen ze te combineren en zien wat we krijgen - misschien wordt het iets unieks, "Zei Somorjai. "Het lijkt duidelijk dat dit de evolutie van het gebied van katalyse zal zijn."