Wat hebben buskruit, penicilline en teflon met elkaar gemeen? Het waren uitvindingen die de wereld stormenderhand veroverden, maar ze zijn allemaal per ongeluk ontstaan.

In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Science , gebruikten onderzoekers elektriciteit om een ​​hulpmiddel te ontwikkelen dat het gemakkelijker en goedkoper kan maken om de verbindingen te fabriceren die worden gebruikt in geneesmiddelen en andere natuurlijke producten. Toch voegt ook deze uitvinding zich bij de vele onverwachte innovaties die eraan voorafgingen.

Christo Sevov, co-auteur van de studie en een assistent-professor scheikunde en biochemie aan de Ohio State University, maakte deel uit van een team dat aanvankelijk probeerde een katalysator te bereiden die door elektriciteit kon worden geactiveerd om de bindingen van de beoogde medicijnverbindingen te maken .

De bevindingen van hun studie suggereren een algemene richtlijn voor het nemen van goedkope en veel voorkomende materialen en het gebruik ervan om complexe verbindingen te maken die normaal niet zouden samenwerken. Door dit chemische proces te stroomlijnen, kunnen onderzoekers op een veilige manier waardevollere producten maken met minder stappen en minder afval.

Maar om hun chemische reacties in het laboratorium daadwerkelijk te vergemakkelijken, in plaats van hoogenergetische reagentia of toegevoegde stoffen te gebruiken, zoals gebruikelijk bij het synthetiseren van materialen, gebruikte het team van Sevov de kracht van elektriciteit.

Omdat elektriciteit ecologisch duurzaam is, is er recentelijk een druk geweest in de industriële sector om over te stappen op het gebruik van elektrochemie om chemische verandering te bevorderen.

"Het is tegenwoordig een zeer aantrekkelijke manier om scheikunde te doen, omdat we totale controle hebben over hoe we deze reacties uitvoeren," zei Sevov.

Het onderzoek heeft brede toepassingen in de geneeskunde en bij het maken van producten zoals landbouwchemicaliën (zoals pesticiden of herbiciden) en bepaalde kunststoffen. Maar de ontdekking van Sevov, hoewel schijnbaar toevallig, vergde veel hard werk en geduld om goed te krijgen.

"Het duurde misschien drie maanden om verschillende combinaties van additieven te testen, totdat plotseling iets werkte en het fenomenaal goed werkte," zei Sevov. "Door bij dat complex te komen, konden we materialen aan elkaar naaien die onder normale omstandigheden heel moeilijk aan elkaar te naaien zijn."

Omdat de edelmetalen die veel chemici als katalysator gebruiken een aardige cent kunnen kosten, koos het team van Sevov een nikkelatoom als katalysator voor hun gereedschap. In de chemie zijn katalysatoren verantwoordelijk voor het verhogen of verlagen van de snelheid van de chemische reactie terwijl ze bindingen maken en creëren.

"In staat zijn om katalysatoren te gebruiken die erg goedkoop zijn, zoals nikkel, is zeer gunstig voor iedereen in de hele gemeenschap in het algemeen," zei hij. Het gebruik van nikkel is niet alleen een goedkoop alternatief voor bedrijven die geneesmiddelen, kunststoffen en polymeren produceren, maar houdt ook de kosten van voedingsproducten laag. Als boeren bijvoorbeeld meer zouden moeten betalen voor de landbouwchemicaliën die deze chemische reacties helpen creëren, zou de prijs van hun gewas proportioneel stijgen, zei Sevov.

Om voort te bouwen op hun onderzoek, zal het team gaan samenwerken met Merck, een multinationaal farmaceutisch bedrijf, om te proberen andere producten te maken met behulp van moeilijkere reacties en complexere moleculen. Maar met hun laatste ontdekking zei Sevov dat hij optimistisch is dat hun werk nieuwe wegen zal creëren op het gebied van chemie.

"We gaan profiteren van dit echt reactieve tussenproduct en kijken hoe ver we ermee kunnen rennen", zei Sevov. + Verder verkennen

Wetenschappers elektrificeren aluminium om belangrijk proces te versnellen