നമുക്ക് ചുറ്റും എപ്പോഴും രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു - ചിന്തിക്കുമ്പോൾ അത് വ്യക്തമാണ്, പക്ഷേ ഒരു കാർ സ്റ്റാർട്ട് ചെയ്യുമ്പോഴോ, മുട്ട പുഴുങ്ങുമ്പോഴോ, പുൽത്തകിടി വളമിടുമ്പോഴോ നമ്മളിൽ എത്ര പേർ അത് ചെയ്യുന്നു?
കെമിക്കൽ കാറ്റാലിസിസ് വിദഗ്ദ്ധനായ റിച്ചാർഡ് കോങ് രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ച് ചിന്തിച്ചുവരികയാണ്. "പ്രൊഫഷണൽ ട്യൂണർ" എന്ന നിലയിലുള്ള തന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ, അദ്ദേഹം പറയുന്നതുപോലെ, സ്വന്തമായി ഉണ്ടാകുന്ന പ്രതികരണങ്ങളിൽ മാത്രമല്ല, പുതിയ പ്രതികരണങ്ങൾ തിരിച്ചറിയുന്നതിലും താൽപ്പര്യമുണ്ട്.
കോളേജ് ഓഫ് ആർട്സ് ആൻഡ് സയൻസസിൽ കെമിസ്ട്രി ആൻഡ് കെമിക്കൽ ബയോളജിയിൽ ക്ലാർമാൻ ഫെലോ എന്ന നിലയിൽ, രാസപ്രവർത്തനങ്ങളെ ആവശ്യമുള്ള ഫലങ്ങളിലേക്ക് നയിക്കുന്ന ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും, വ്യക്തിയുടെ ആരോഗ്യത്തിൽ നല്ല സ്വാധീനം ചെലുത്താൻ കഴിയുന്നവ ഉൾപ്പെടെ സുരക്ഷിതവും മൂല്യവർദ്ധിതവുമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനും കോങ് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ബുധനാഴ്ച.
"ഗണ്യമായ അളവിൽ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ സഹായമില്ലാതെയാണ് നടക്കുന്നത്," കാറുകൾ ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ കത്തിക്കുമ്പോൾ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് പുറത്തുവിടുന്നതിനെക്കുറിച്ച് പരാമർശിച്ചുകൊണ്ട് കോങ് പറഞ്ഞു. "എന്നാൽ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണവും സങ്കീർണ്ണവുമായ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ യാന്ത്രികമായി സംഭവിക്കുന്നില്ല. ഇവിടെയാണ് രാസ ഉത്തേജകം പ്രസക്തമാകുന്നത്."
കോങ്ങും സഹപ്രവർത്തകരും തങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളെ നയിക്കുന്നതിനായി ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഉദാഹരണത്തിന്, ശരിയായ ഉൽപ്രേരകം തിരഞ്ഞെടുത്ത് പ്രതിപ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങൾ പരീക്ഷിച്ചുകൊണ്ട് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിനെ ഫോർമിക് ആസിഡ്, മെഥനോൾ അല്ലെങ്കിൽ ഫോർമാൽഡിഹൈഡ് എന്നിവയിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും.
കെമിസ്ട്രി ആൻഡ് കെമിക്കൽ ബയോളജി (എ & എസ്) പ്രൊഫസറും കോങ്ങിന്റെ മോഡറേറ്ററുമായ കൈൽ ലങ്കാസ്റ്ററിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ, ലങ്കാസ്റ്ററിന്റെ ലാബിന്റെ "കണ്ടെത്തൽ-പ്രേരിത" സമീപനവുമായി കോങ്ങിന്റെ സമീപനം നന്നായി യോജിക്കുന്നു. "റിച്ചാർഡിന് തന്റെ രസതന്ത്രം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ ടിൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആശയം ഉണ്ടായിരുന്നു, അത് ഒരിക്കലും എന്റെ ലിപിയിൽ ഉണ്ടായിരുന്നില്ല," ലങ്കാസ്റ്റർ പറഞ്ഞു. "പത്രങ്ങളിൽ ധാരാളം ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിനെ കൂടുതൽ മൂല്യവത്തായ ഒന്നാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഉത്തേജകമാണ് അദ്ദേഹത്തിനുള്ളത്."
ചില പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിനെ ഫോർമിക് ആസിഡാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സംവിധാനം കോങ്ങും സഹപ്രവർത്തകരും അടുത്തിടെ കണ്ടെത്തി.
"പ്രതികരണശേഷിയിൽ നമ്മൾ ഇതുവരെ അത്യാധുനികമല്ലെങ്കിലും, ഞങ്ങളുടെ സിസ്റ്റം വളരെ ഇഷ്ടാനുസൃതമാക്കാവുന്നതാണ്," കോങ് പറഞ്ഞു. "ഈ രീതിയിൽ, ചില ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ മറ്റുള്ളവയേക്കാൾ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്നും ചില ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ അന്തർലീനമായി മികച്ചതാണെന്നും നമുക്ക് കൂടുതൽ ആഴത്തിൽ മനസ്സിലാക്കാൻ തുടങ്ങാം. ഉൽപ്രേരകങ്ങളുടെ പാരാമീറ്ററുകൾ നമുക്ക് ക്രമീകരിക്കാനും ഇവ വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് എന്താണെന്ന് മനസ്സിലാക്കാനും ശ്രമിക്കാം, കാരണം അവ എത്ര വേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവോ അത്രയും നന്നായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, തന്മാത്രകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ വേഗത്തിൽ കഴിയും."
ഒരു ക്ലാർമാൻ ഫെലോ എന്ന നിലയിൽ, വിഷാംശമുള്ള രീതിയിൽ ജലപാതകളിലേക്ക് ഒഴുകുന്ന ഒരു സാധാരണ വളമായ നൈട്രേറ്റുകളെ പരിസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്ത് കൂടുതൽ നിരുപദ്രവകരമായ വസ്തുക്കളാക്കി മാറ്റാൻ കോങ് പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.
ഭൂമിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന അലുമിനിയം, ടിൻ തുടങ്ങിയ ലോഹങ്ങൾ ഉൽപ്രേരകങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് കോങ് പരീക്ഷിച്ചു. ലോഹങ്ങൾ വിലകുറഞ്ഞതും വിഷരഹിതവും ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിൽ ധാരാളമായി കാണപ്പെടുന്നതുമാണ്, അതിനാൽ അവ ഉപയോഗിക്കുന്നത് സുസ്ഥിരതയ്ക്ക് പ്രശ്‌നങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കില്ലെന്ന് അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.
"രണ്ട് ലോഹങ്ങൾ പരസ്പരം ഇടപഴകുന്ന തരത്തിൽ ഉൽപ്രേരകങ്ങൾ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കാമെന്നതിനെക്കുറിച്ചും ഞങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു," കോങ് പറഞ്ഞു. "ഒരു ചട്ടക്കൂടിൽ രണ്ട് ലോഹങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, ബൈമെറ്റാലിക് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ നിന്ന് നമുക്ക് എന്ത് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളും രസകരമായ രാസ പ്രക്രിയകളും ലഭിക്കും?"
ഈ ലോഹങ്ങളെ നിലനിർത്തുന്ന രാസ പരിസ്ഥിതിയാണ് വനങ്ങൾ - ഈ ലോഹങ്ങളുടെ ജോലി ചെയ്യാനുള്ള ശേഷി അൺലോക്ക് ചെയ്യുന്നതിന് അവ നിർണായകമാണ്, ശരിയായ കാലാവസ്ഥയ്ക്ക് ശരിയായ വസ്ത്രങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ളതുപോലെ, കോങ് പറഞ്ഞു.
കഴിഞ്ഞ 70 വർഷമായി, രാസ പരിവർത്തനങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നതിന് ഒരൊറ്റ ലോഹ കേന്ദ്രം ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ് മാനദണ്ഡം, എന്നാൽ കഴിഞ്ഞ ദശകത്തിൽ, ഈ മേഖലയിലെ രസതന്ത്രജ്ഞർ രാസപരമായോ അല്ലെങ്കിൽ അടുത്തടുത്തോ രണ്ട് ലോഹങ്ങളുടെ സംയോജനത്തെക്കുറിച്ച് അന്വേഷിക്കാൻ തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്. ആദ്യം, കോങ് പറയുന്നു, "ഇത് നിങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ സ്വാതന്ത്ര്യം നൽകുന്നു."
ഈ ബൈമെറ്റാലിക് കാറ്റലിസ്റ്റുകൾ രസതന്ത്രജ്ഞർക്ക് ലോഹ ഉൽപ്രേരകങ്ങളെ അവയുടെ ശക്തിയും ബലഹീനതയും അടിസ്ഥാനമാക്കി സംയോജിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവ് നൽകുന്നുവെന്ന് കോങ് പറയുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, അടിവസ്ത്രങ്ങളുമായി മോശമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും എന്നാൽ ബോണ്ടുകൾ നന്നായി തകർക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു ലോഹ കേന്ദ്രം, ബോണ്ടുകളെ മോശമായി തകർക്കുകയും എന്നാൽ അടിവസ്ത്രങ്ങളുമായി നന്നായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന മറ്റൊരു ലോഹ കേന്ദ്രവുമായി പ്രവർത്തിച്ചേക്കാം. രണ്ടാമത്തെ ലോഹത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം ആദ്യത്തെ ലോഹത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളെയും ബാധിക്കുന്നു.
"രണ്ട് ലോഹ കേന്ദ്രങ്ങൾക്കിടയിൽ ഒരു സിനർജിസ്റ്റിക് പ്രഭാവം എന്ന് നമ്മൾ വിളിക്കുന്നത് നിങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കാൻ തുടങ്ങാം," കോങ് പറഞ്ഞു. "ബൈമെറ്റാലിക് കാറ്റാലിസിസിന്റെ മേഖല ഇതിനകം തന്നെ ശരിക്കും സവിശേഷവും അതിശയകരവുമായ പ്രതിപ്രവർത്തനം കാണിക്കാൻ തുടങ്ങിയിരിക്കുന്നു."
തന്മാത്രാ സംയുക്തങ്ങളിൽ ലോഹങ്ങൾ പരസ്പരം എങ്ങനെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഇപ്പോഴും നിരവധി അവ്യക്തതകൾ ഉണ്ടെന്ന് കോങ് പറഞ്ഞു. രസതന്ത്രത്തിന്റെ ഭംഗിയും ഫലങ്ങളും അദ്ദേഹത്തെ ആവേശഭരിതനാക്കി. എക്സ്-റേ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിയിലെ വൈദഗ്ധ്യത്തിനായിട്ടാണ് കോങ്ങിനെ ലങ്കാസ്റ്റർ ലബോറട്ടറികളിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്നത്.
"ഇതൊരു സഹവർത്തിത്വമാണ്," ലങ്കാസ്റ്റർ പറഞ്ഞു. "എക്സ്-റേ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി റിച്ചാർഡിന് തിരശ്ശീലയ്ക്ക് പിന്നിൽ എന്താണ് സംഭവിക്കുന്നതെന്നും ടിന്നിനെ പ്രത്യേകിച്ച് പ്രതിപ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്നതും ഈ രാസപ്രവർത്തനത്തിന് പ്രാപ്തമാക്കുന്നതും എന്താണെന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ സഹായിച്ചു. പ്രധാന ഗ്രൂപ്പ് രസതന്ത്രത്തെക്കുറിച്ചുള്ള അദ്ദേഹത്തിന്റെ വിപുലമായ അറിവിൽ നിന്ന് ഞങ്ങൾക്ക് പ്രയോജനം ലഭിച്ചു, അത് ഗ്രൂപ്പിന് ഒരു പുതിയ മേഖലയിലേക്കുള്ള വാതിൽ തുറന്നു."
ഇതെല്ലാം അടിസ്ഥാന രസതന്ത്രത്തിലേക്കും ഗവേഷണത്തിലേക്കും വരുന്നു, ഓപ്പൺ ക്ലാർമാൻ സ്കോളർഷിപ്പിലൂടെയാണ് ഈ സമീപനം സാധ്യമാകുന്നതെന്ന് കോങ് പറയുന്നു.
"ഒരു സാധാരണ ദിവസത്തിൽ, എനിക്ക് ലാബിൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാനോ കമ്പ്യൂട്ടറിൽ ഇരുന്ന് തന്മാത്രകളെ അനുകരിക്കാനോ കഴിയും," അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു. "രാസ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ പരമാവധി പൂർണ്ണമായ ചിത്രം ലഭിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിക്കുന്നു."