Cam Mikrokürelerin İnert Davranışa Etki Ettiği Bulundu
Fotoğraf: Cam mikroküreler (çap 32,5 μm ± 1,2 μm) birçok kimyasal reaksiyonu katalize edebilir.
Camın yüzeyi, reaksiyonları katalize etmek ve bazı reaktifleri parçalamak için güçlü bir baz görevi görebilir.
Beherler, balonlar, petri kapları kısacası cam eşyalar kimya laboratuvarlarının en temel unsurlarını oluşturur. Cam malzemeler genel olarak inert olarak düşünülse de bazı kimyasal reaksiyonları etkiler ancak bu etkinin nasıl ve ne ölçüde olduğu tespit edilemiyordu. Araştırma ekibi cam boncukların birçok baz katalizli reaksiyonu katalize edebildiğini bildirdi. Bu durum toksik veya pahalı kimyasallar yerine camın yeşil bir katalizör olarak kullanılmasına imkan verdi. (Chem. Science, 2021, DOI: 10.1039/d1sc02708e)
Li ve meslektaşları, cam mikrokürelerin varlığının çeşitli reaksiyon türlerini nasıl etkilediğini görmek için birçok reaksiyon koşulunu ve reaksiyonu test etti. “Bu tür reaksiyonlar için tipik olarak kullanılan pahalı ve bazik kimyasalların aksine sadece bu cam parçacıkları çözeltiye ekleyerek katalize edilebilecek çok sayıda baz katalizli reaksiyon olduğunu bulduk” dedi. Cam boncuklar eliminasyon, solvoliz, yoğuşma ve oksidasyon reaksiyonlarını 30 ila 2.000 kat hızlandırdı.
Camın yüzeyi çözünebilir silanol gruplarıyla kaplıdır ve çözelti ile temas ettiğinde ona negatif yük verir. Araştırmacılar bu durumun reaksiyonları katalize eden nükleofilik çözücü anyonları üretirken camın güçlü bir baz olarak hareket etmesine izin verdiğini belirledi.
Li, “Çalışmanın diğer önemli kısmı camın lipidler gibi biyomolekülleri bozabileceğini bulmamızdır. Bu durumun biyoanalitik çalışmalarda ve klinik ortamlarda büyük bir etkisi olabilir.” dedi.
Cooks, bir cam kapta saklanan standart konsantre çözeltiler için durumun sorun teşkil etmediğini çünkü malzemenin %99,9’unun yüzeye çıkamayacağını söyledi. Ancak, özel düşük konsantrasyonlu bileşenler veya düşük konsantrasyonlarda analitik testler için malzemede önemli bir kayıp bulduklarını da ekledi.
Çalışmayı takip eden Stanford Üniversitesi’nde fiziksel ve analitik kimyager olan Richard Zare, “Bunun önemli bir buluş olduğunu düşünüyorum” dedi. Zare, yeni kimyasallar üretmenin pratik bir yolu olarak cam mikrokürelerin nasıl ölçeklendirileceğiyle ilgileniyor.
Kaynak: acs.org
