Àwọn ìṣesí kẹ́míkà ń ṣẹlẹ̀ ní gbogbo ìgbà—ó hàn gbangba nígbà tí a bá ronú nípa rẹ̀, ṣùgbọ́n mélòó nínú wa ló ń ṣe é nígbà tí a bá ń gbé ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́, tí a ń se ẹyin, tàbí tí a bá ń fi ajílẹ̀ sí pápá wa?
Onímọ̀ nípa ìyípadà kẹ́míkà Richard Kong ti ń ronú nípa àwọn ìyípadà kẹ́míkà. Nínú iṣẹ́ rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí “olùtúnṣe ọ̀jọ̀gbọ́n,” gẹ́gẹ́ bí ó ti sọ, kìí ṣe pé ó nífẹ̀ẹ́ sí àwọn ìdáhùn tí ó bá dìde fúnra rẹ̀ nìkan ni, ṣùgbọ́n ó tún nífẹ̀ẹ́ sí dídá àwọn ìdáhùn tuntun mọ̀.
Gẹ́gẹ́ bí Klarman Fellow nínú Kemistri àti Kemistri Biology ní College of Arts and Sciences, Kong ń ṣiṣẹ́ láti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ohun èlò tí ń mú kí àwọn ìṣesí kẹ́míkà dé àwọn àbájáde tí a fẹ́, tí ó ń ṣẹ̀dá àwọn ọjà tí ó ní ààbò àti àwọn ohun ìní tí a fi kún, títí kan àwọn tí ó lè ní ipa rere lórí ìlera ènìyàn. Ọjọ́rú.
“Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìhùwàpadà kẹ́míkà ló máa ń ṣẹlẹ̀ láìsí ìrànlọ́wọ́,” Kong sọ, ó ń tọ́ka sí ìtújáde carbon dioxide nígbà tí àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ bá ń jó epo fosil. “Ṣùgbọ́n àwọn ìhùwàpadà kẹ́míkà tó díjú àti tó díjú kò sábà máa ń ṣẹlẹ̀ láìfọwọ́sí. Ibí ni ìhùwàpadà kẹ́míkà ti bẹ̀rẹ̀ sí í ṣiṣẹ́.”
Kong àti àwọn ẹlẹgbẹ́ rẹ̀ ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ohun èlò ìtọ́jú ara láti darí àwọn ìṣesí tí wọ́n fẹ́ kí ó ṣẹlẹ̀. Fún àpẹẹrẹ, a lè yí carbon dioxide padà sí formic acid, methanol, tàbí formaldehyde nípa yíyan ohun èlò ìtọ́jú ara tí ó tọ́ àti ṣíṣe àyẹ̀wò pẹ̀lú àwọn ipò ìṣesí ara.
Gẹ́gẹ́ bí Kyle Lancaster, Ọ̀jọ̀gbọ́n nípa Kẹ́mísírì àti Ìmọ̀ Ẹ̀rọ Kemistri (A&S) àti olùdarí Kong ti sọ, ọ̀nà tí Kong gbà ṣe é bá ọ̀nà tí Lancaster gbà ṣe “ìwádìí tí ó ń darí” mu. “Richard ní èrò láti lo tin láti mú kí kẹ́mísírì rẹ̀ sunwọ̀n síi, èyí tí kò sí nínú ìwé mi rí,” Lancaster sọ. “Ó ní ohun èlò tí ó lè yí èròjà carbon dioxide, èyí tí a ń sọ̀rọ̀ nípa rẹ̀ nínú àwọn ìwé ìròyìn, padà sí ohun tí ó ṣe pàtàkì jù.”
Kong àti àwọn alábáṣiṣẹpọ̀ rẹ̀ ṣẹ̀ṣẹ̀ ṣàwárí ètò kan tí, lábẹ́ àwọn ipò kan, lè yí carbon dioxide padà sí formic acid.
“Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a kò tí ì dé ipò gíga nínú ìdáhùnpadà, ètò wa ṣeé ṣe láti ṣe àtúnṣe lọ́nà tó dára,” Kong sọ. “Ní ọ̀nà yìí, a lè bẹ̀rẹ̀ sí ní òye jinlẹ̀ nípa ìdí tí àwọn catalysts kan fi ń ṣiṣẹ́ kíákíá ju àwọn mìíràn lọ, ìdí tí àwọn catalysts kan fi dára ju ti àdánidá lọ. A lè ṣe àtúnṣe àwọn paramita ti catalysts kí a sì gbìyànjú láti lóye ohun tí ó mú kí àwọn nǹkan wọ̀nyí ṣiṣẹ́ kíákíá, nítorí pé bí wọ́n ṣe ń ṣiṣẹ́ kíákíá, bí wọ́n ṣe ń ṣiṣẹ́ tó, bẹ́ẹ̀ ni a ṣe lè ṣẹ̀dá àwọn molecules kíákíá.”
Gẹ́gẹ́ bí ọmọ ẹgbẹ́ Klarman, Kong tún ń ṣiṣẹ́ láti mú nitrates kúrò, ajile tí ó wọ́pọ̀ tí ó máa ń yọ́ wọ inú omi lọ́nà olóró, láti inú àyíká tí ó sì máa ń sọ wọ́n di ohun tí kò léwu, ó ní.
Kong ṣe àdánwò nípa lílo àwọn irin tí a rí nínú ilẹ̀, bíi aluminiomu àti tin, gẹ́gẹ́ bí ohun tí ó ń mú kí nǹkan gbóná. Àwọn irin náà kò ní owó púpọ̀, wọn kò ní majele, wọ́n sì pọ̀ nínú eruku ilẹ̀ ayé, nítorí náà lílo wọn kò ní fa ìṣòro ìdúróṣinṣin, ó ní.
“A tun n ṣiṣẹ lori bi a ṣe le ṣe awọn catalysts nibiti awọn irin meji ba n ṣiṣẹ pọ,” Kong sọ. “Nipa lilo awọn irin meji ni eto kan, awọn iṣe ati awọn ilana kemikali ti o nifẹ si wo ni a le gba lati awọn eto bimetallic?”
Igbó ni àyíká kẹ́míkà tó ń gbé àwọn irin wọ̀nyí - wọ́n ṣe pàtàkì láti ṣí agbára àwọn irin wọ̀nyí sílẹ̀ láti ṣe iṣẹ́ wọn, gẹ́gẹ́ bí o ṣe nílò aṣọ tó tọ́ fún ojú ọjọ́ tó tọ́, Kong sọ.
Láti ọdún àádọ́rin sẹ́yìn, ìlànà náà ni láti lo ibi kan ṣoṣo láti ṣe àṣeyọrí àwọn ìyípadà kẹ́míkà, ṣùgbọ́n láàárín ọdún mẹ́wàá sẹ́yìn tàbí jù bẹ́ẹ̀ lọ, àwọn onímọ̀ nípa kẹ́míkà ní pápá ti bẹ̀rẹ̀ sí í ṣe ìwádìí lórí ìṣọ̀kan àwọn irin méjì, yálà nípa kẹ́míkà tàbí ní ìtòsí. Àkọ́kọ́, Kong sọ pé, “Ó fún ọ ní àwọn ìwọ̀n òmìnira púpọ̀ sí i.”
Àwọn ohun èlò ìdè méjì yìí fún àwọn onímọ̀ nípa kẹ́míkà ní agbára láti so àwọn ohun èlò ìdè irin pọ̀ ní ìbámu pẹ̀lú agbára àti àìlera wọn, Kong sọ. Fún àpẹẹrẹ, àárín irin tí ó so mọ́ àwọn ohun èlò ìdè dáadáa ṣùgbọ́n tí ó fọ́ àwọn ohun èlò ìdè dáadáa lè ṣiṣẹ́ pẹ̀lú àárín irin mìíràn tí ó fọ́ àwọn ohun èlò ìdè dáadáa ṣùgbọ́n tí ó so mọ́ àwọn ohun èlò ìdè dáadáa. Wíwà irin kejì náà tún ní ipa lórí àwọn ohun èlò irin àkọ́kọ́.
“O le bẹrẹ si ni ri ohun ti a pe ni ipa amuṣiṣẹpọ laarin awọn ile-iṣẹ irin meji,” Kong sọ. “Aaye ti catalysis bimetallic ti bẹrẹ si ni afihan diẹ ninu awọn ifaseyin alailẹgbẹ ati iyanu.”
Kong sọ pé ọ̀pọ̀lọpọ̀ àdììtú ló ṣì wà nípa bí àwọn irin ṣe ń so ara wọn pọ̀ nínú àwọn èròjà molecule. Ó ní ìdùnnú nípa ẹwà kẹ́míkà náà gẹ́gẹ́ bí ó ṣe ní ìyọrísí rẹ̀. Wọ́n mú Kong wá sí Lancaster Laboratories fún ìmọ̀ wọn nínú X-ray spectroscopy.
“Ó jẹ́ àsopọ̀,” Lancaster sọ. “Ìwòran X-ray spectroscopy ran Richard lọ́wọ́ láti lóye ohun tó ń ṣẹlẹ̀ lẹ́yìn ìṣẹ̀lẹ̀ àti ohun tó mú kí tin jẹ́ kí ó ṣe àtúnṣe àti kí ó lè ṣe àtúnṣe kẹ́míkà yìí. A jàǹfààní láti inú ìmọ̀ tó ní nípa kẹ́míkà ẹgbẹ́ pàtàkì, èyí tó ṣí ilẹ̀kùn fún àwùjọ náà sí agbègbè tuntun.”
Kong sọ pé gbogbo rẹ̀ wá láti inú kẹ́mísírì àti ìwádìí ìpìlẹ̀, ọ̀nà yìí sì ṣeé ṣe nípasẹ̀ ìmọ̀ ẹ̀kọ́ Open Klarman.
Ó ní, “Ní ọjọ́ kan, mo lè ṣe àgbéyẹ̀wò nínú yàrá ìwádìí tàbí kí n jókòó síbi kọ̀ǹpútà tí ń ṣe àfarawé àwọn ohun tí ń ṣe àgbéyẹ̀wò,” “A ń gbìyànjú láti rí àwòrán pípéye nípa ìṣiṣẹ́ kẹ́míkà bí ó ti ṣeé ṣe tó.”