Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Germanium-liqand redoks kooperativliyi vasitəsilə dörd elektronlu ötürülməyə qadir olan germanium kompleksinin sxematik təsviri (yuxarı sol) və metilləşmə yolu ilə əmələ gələn iki elektronlu ara məhsulun selektiv iki elektronlu ötürülməsi və ambifil reaktivliyi (yuxarı mərkəz və yuxarı sağ). Müəllif: KAIST

Oksigenin necə reaksiya verdiyinə nəzarət etmək, batareyalar, yanacaq elementləri və ətraf mühitə davamlı kimyəvi proseslər kimi texnologiyaların təkmilləşdirilməsi üçün vacibdir. KAIST-in Kimya kafedrasından professor Seung Jun Hwangın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, seçilmiş elektron ötürmə yolu boyunca oksigen aktivləşməsini istiqamətləndirə bilən molekulyar sistem hazırlayıb.

Komanda, germaniumu elektronları saxlaya və ötürə bilən molekulyar çərçivə ilə birləşdirərək, oksigen aktivləşməsini iki və dörd elektronlu yollar arasında selektiv şəkildə dəyişdirmək üçün bir dizayn prinsipi yaratdı. Nəticələr Chem jurnalında dərc edildi .

Germanium daha çətin bir rol oynayır

Oksigen reaksiyalarını idarə etmək üçün katalizatorlar ənənəvi olaraq dəmir, kobalt və nikel kimi keçid metal mərkəzləri ətrafında hazırlanmışdır. Germanium isə əksinə olaraq, dövri cədvəlin silisiumla eyni qrupundakı əsas qrup elementidir və ümumiyyətlə bir neçə elektronun əlaqələndirilmiş ötürülməsini tələb edən reaksiyalar üçün daha az uyğun hesab edilmişdir.

Bu məhdudiyyəti aradan qaldırmaq üçün tədqiqat qrupu germaniumu elektronları saxlaya, qəbul edə və ötürə bilən molekulyar çərçivə olan redoks aktiv ligandla birləşdirdi. Ligand elektron rezervuarı kimi xidmət edir və germanium mərkəzi ilə əməkdaşlıq edərək bütün molekulyar strukturun çoxelektron reaksiyalarda iştirak etməsinə imkan verir.

Oksigen yolları arasında keçid

Oksigen reaksiyaya girdikdə, məhsullar və reaksiya nəticələri iki və ya dörd elektronun ötürülməsindən asılıdır. Ümumiyyətlə, iki elektronlu oksigen reduksiyası hidrogen peroksid, dörd elektronlu reduksiya isə su əmələ gətirir. Buna görə də, bu yolların selektiv şəkildə idarə olunması batareyaların, yanacaq elementlərinin və daha ekoloji cəhətdən təmiz kimyəvi katalizatorların hazırlanmasında mühüm bir problemdir.

Tədqiqat, iki və dörd elektronlu reaktivliyin eyni əsas molekulyar çərçivə daxilində seçici şəkildə əldə edilə biləcəyi əsas qrup molekulyar sisteminin nadir bir nümunəsini təqdim edir. Bu yanaşma katalizator dizaynında nəzərə alına biləcək elementlərin çeşidini genişləndirir və yalnız keçid metallarına etibar etmək üçün alternativ bir strategiya təqdim edir.

Reaktivliyə dair sabit bir ipucu

Komanda həmçinin reaksiyanın iki elektronlu mərhələsini təmsil edən germanium birləşməsini təcrid edib təhlil etməkdə də uğur qazandı və metil qrupunu germanium kompleksinə birləşdirərək sabitləşdirdilər. Diqqətəlayiq haldır ki, bu birləşmədəki germanium atomu həm elektron bağışlaya, həm də qəbul edə bilər və bu da sistemin müxtəlif reaksiya yollarını necə idarə etdiyinə dair vacib bir ipucu verir.

Komanda həmçinin yeni sistemin praktik potensialını təsdiqlədi. Mülayim, işıqsız şəraitdə germanium kompleksi üzvi birləşmələrdən brom və xlor kimi halogen atomlarını çıxardı və əczaçılıq, plastik və digər kimyəvi məhsullar üçün xammal kimi geniş istifadə olunan alkenləri (karbon-karbon ikiqat rabitəsi olan üzvi birləşmələr) bərpa etdi.

Xammal ehtiyatlarına daha sadə marşrutlar

Bu nəticələr göstərir ki, faydalı kimyəvi xammal daha sadə və potensial olaraq daha enerjiyə qənaət edən proseslər vasitəsilə istehsal edilə bilər.

Hvanq bildirib ki, “Biz bu tapıntıların enerji çevrilməsi üçün yeni nəsil katalizatorların hazırlanmasına təsir edəcəyini və daha selektiv və səmərəli kimyəvi proseslərə töhfə verəcəyini gözləyirik”.

Tədqiqat hazırda KAIST Kimya kafedrasında doktoranturadan sonrakı tədqiqatçılar olan Sung Gyu Kim və Jinrok Oh və POSTECH-də Kimya kafedrasında magistr və doktorantura proqramlarının birləşdirilmiş tələbəsi Dae Eui Choi tərəfindən aparılmışdır.

Nəşr detalları

Sung Gyu Kim və digərləri, Germanium ligandının redoks kooperativliyi: Ambifillik və dəyişdirilə bilən iki və dörd elektronlu transferin açarı, Chem (2026). DOI: 10.1016/j.chempr.2026.103127

Jurnal məlumatları: Kimya 

Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu (KAIST) tərəfindən təmin edilir Bu hekayənin arxasında kim dayanır?

Sadie Harley

Həyat Elmləri və Ekologiya üzrə bakalavr. Neft, qaz və bərpa olunan enerji sənayesində əczaçılıq xəbərləri sahəsində təcrübəsi olan mikrobiologiya laboratoriyası təcrübəsi. Tam profil →

Robert Egan

Riyazi biologiya üzrə bakalavr, yaradıcı yazı üzrə magistr dərəcəsi. Elm və dilə dair unikal perspektivləri olan səyahətlər. Tam profil →

Daha ətraflı araşdırın

Tədqiqat qrupu yaşıl hidrogen istehsal etmək üçün “gizli oksigeni” oyadır