ให้ความรู้เกี่ยวกับการซักแห้งที่บ้าน

จากการศึกษาหลายสิบครั้ง ทีมของหว่องมุ่งเน้นไปที่การใช้จุดโลหะเล็กๆ เพื่อสลายสารก่อมะเร็งและสารพิษ แต่ผลการศึกษาล่าสุดของเขาซึ่งมีให้ทางออนไลน์และกำหนดตีพิมพ์ในวารสาร Chemical Scienceของ Royal Society of Chemistry ฉบับต่อไป ได้ตรวจสอบว่าตัวเร่งปฏิกิริยานาโนทองคำแพลเลเดียมสามารถเปลี่ยนกลีเซอรอลซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการผลิตไบโอดีเซลให้กลายเป็นสารเคมีที่มีมูลค่าสูงหรือไม่ ในสำนวนทางวิทยาศาสตร์ ข้อมูลจากการศึกษาสร้าง "แผนภาพของภูเขาไฟ" ซึ่งเป็นกราฟที่มีหนามแหลมที่แสดงถึง "ผลกระทบของโกลดิล็อกส์" ซึ่งเป็นความสมดุลของแพลเลเดียมและทองคำที่ "พอดี" ซึ่งเร็วกว่า -- เร็วกว่าประมาณ 10 เท่า -- - ที่การแปลงกลีเซอรอลมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาของโลหะอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอย่างเดียว "ตอนนี้เราได้เห็นอุบายของภูเขาไฟลูกนี้อย่างน้อยสี่ครั้งแล้ว ครั้งแรกกับ TCE จากนั้นกับสารปนเปื้อน 'perc' ที่ซักแห้ง และล่าสุดกับคลอโรฟอร์มและไนไตรต์" หว่องกล่าว "สิ่งที่น่าทึ่งคือปฏิกิริยาในแต่ละกรณีนั้นแตกต่างกันมาก" ในการศึกษาก่อนหน้านี้ ตัวเร่งปฏิกิริยานาโนใช้ในปฏิกิริยารีดักชัน กระบวนการทางเคมีที่ทำเครื่องหมายด้วยการเติมไฮโดรเจน ในการทดสอบล่าสุดเกี่ยวกับการเปลี่ยนกลีเซอรอล ตัวเร่งปฏิกิริยาระดับนาโนได้กระตุ้นปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเติมออกซิเจน "ออกซิเดชันและรีดักชันไม่ได้ต่างกันเพียงอย่างเดียว แต่มักถูกมองว่าเป็นไปในทิศทางตรงกันข้าม" หว่องกล่าว ในทางเคมี บทบาทของตัวเร่งปฏิกิริยานั้นเหมือนกับพ่อสื่อ ตัวเร่งปฏิกิริยาทำให้สารประกอบอื่นทำปฏิกิริยากันเอง โดยมักจะทำให้พวกมันอยู่ใกล้กัน การซักแห้ง แต่ตัวเร่งปฏิกิริยาเองไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยามักจะเร่งปฏิกิริยาที่อาจจะเกิดขึ้นช้าเกินไป ผู้ผลิตยาและบริษัทเคมีใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการทางเคมี ตลาดโลกสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาทางอุตสาหกรรมคาดว่าจะมีมูลค่าสูงถึง 19,000 ล้านดอลลาร์ภายในปี 2559 แพลเลเดียมและทองคำ - และส่วนผสมของทั้งสอง - ได้รับการยอมรับมานานแล้วว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่ง ในบรรดาตัวเร่งปฏิกิริยา ทองคำตอนนี้มีมูลค่าเพราะมันไม่ทำให้เสื่อมเสียหรือออกซิไดซ์ ซึ่งเป็นกระบวนการที่สามารถทำให้อายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาสั้นลงได้ โดยทั่วไปแล้วแพลเลเดียมจะได้รับการยกย่องเพราะมันดีเป็นพิเศษในการจับและเหนี่ยวนำโมเลกุลเพื่อลดหรือออกซิไดซ์ Wong และเพื่อนร่วมงานได้สาธิตวิธีการนำโลหะทั้งสองนี้มารวมกันด้วยการควบคุมที่ดีขึ้น พวกเขาสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาบนทรงกลมทองคำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณสี่นาโนเมตร ทรงกลมถูกปกคลุมด้วยแพลเลเดียมบางส่วน เพื่อให้พื้นผิวของอนุภาคประกอบด้วยทองคำและแพลเลเดียมบางส่วน Wong และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าโดยทั่วไปแล้วแพลเลเดียมซึ่งครอบคลุมพื้นที่ผิวของทองคำประมาณ 60-80 เปอร์เซ็นต์จะสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาในอุดมคติ แม้ว่าเปอร์เซ็นต์ที่แน่นอนจะแตกต่างกันไปตามปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน "ปุ่มสังเคราะห์ของเรา สิ่งที่เราใช้ในการหมุนประสิทธิภาพคือพื้นที่ครอบคลุม และความแม่นยำของปุ่มนั้นคือสิ่งที่ทำให้เราแตกต่างจากคนอื่นๆ ที่กำลังศึกษาการเร่งปฏิกิริยาด้วยโลหะคู่" Wong กล่าว "ความแม่นยำนั้นคือสิ่งที่สร้างแปลงภูเขาไฟที่สวยงามเหล่านี้ แต่ยังช่วยในอีกทางหนึ่งด้วย เพราะช่วยให้เราสามารถพัฒนาคำอธิบายที่เข้มงวดสำหรับผลกระทบที่เรากำลังวัดได้" ในการศึกษาล่าสุด Wong นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Rice และผู้เขียนนำ Zhun Zhao และเพื่อนร่วมงานจาก Rice, Argonne National Laboratory และ University of Groningen ในฮอลแลนด์ ใช้ X-ray spectroscopy กำลังสูงและเทคนิคอื่นๆ เพื่อแสดงให้เห็นว่าพื้นที่ครอบคลุมของ "Goldilocks" สำหรับการเร่งปฏิกิริยากลีเซอรอลประมาณร้อยละ 60 "แพลเลเดียมออกซิไดซ์ด้วยตัวมันเอง ซึ่งไม่ดีเพราะจะทำให้การเร่งปฏิกิริยาช้าลง" Zhao กล่าว "เราพบว่าทองคำในตัวเร่งปฏิกิริยาของเราช่วยให้แพลเลเดียมเสถียรและป้องกันไม่ให้เสื่อมสภาพ ตัวเร่งปฏิกิริยาในการทดสอบของเรามีความทนทานสูงมาก ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุดของเราผลิตผลิตภัณฑ์กลีเซอรอลที่มีความบริสุทธิ์สูงกว่าและใช้เวลาน้อยกว่าสิ่งอื่นใดที่เราพบใน วรรณกรรม." หว่องกล่าวว่าการวิจัยเปิดพื้นที่ใหม่ที่น่าตื่นเต้นสำหรับการสำรวจสำหรับห้องปฏิบัติการของเขา "ตอนนี้เราเข้าใจแล้วว่าสิ่งเหล่านี้ทำงานร่วมกับกลีเซอรอลอย่างไร เราก็สามารถศึกษาปฏิกิริยาของโมเลกุลชีวมวลอื่นๆ เช่น กลูโคส ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของพืช" Wong กล่าว