Безошибочные осциллирующие катализаторы

09.03.2020

Команда исследователей Миннесотского университета создала технологию осциллирующего катализатора, который может ускорять определенные химические реакции без побочных процессов или ошибок.

Во многих химических процессах сегодня используются катализаторы. Они ускоряют химические реакции, снижая энергию их активации. Химическая реакция, происходящая на поверхности катализатора, такого как металл, ускоряется быстрее, чем нежелательные побочные процессы. Если целевая реакция протекает намного быстрее, чем любая другая побочная, то катализатор хорошо подходит для синтеза наиболее ценных продуктов. Но иногда даже незначительная примесь побочных продуктов может существенно загрязнить конечное соединение. К тому же не во всех реакциях побочные процессы протекают значительно медленнее основных - иногда они даже сравнимы с ними по скорости.

Чтобы решить эти проблемы, ученые из Миннесотского и Делавэрского университетов, Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и Массачусетского университета в Амхерсте разработали новый класс катализаторов, которые значительно ускоряют целевые химические реакции с помощью колебаний. Когда частота и амплитуда воздействующей волны совпадают с характеристиками целевой реакции, то она становится в тысячи раз быстрее всех побочных процессов.

"Все химические реакции имеют собственные частоты, как струны на пианино или гитаре, - рассказывает ведущий автор исследования Пол Дауенхауэр. - Когда мы находим эту правильную частоту нужной реакции, то катализатор становится почти совершенным - расточительные побочные процессы практически полностью прекращаются".

Открытие имеет особое значение для производства ключевых химических веществ в энергетике, материаловедении, пищевой и медицинской промышленности. Наиболее важные химические вещества производятся в огромных промышленных масштабах, так что даже хорошо развитые катализаторы образуют некоторые побочные продукты, создавая тысячи тонн отходов в год. Теперь исследователи знают, как справиться с этим.

<< Назад: Арбузный снег 10.03.2020

>> Вперед: Антибиотики из канабиса 09.03.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Питание англичан ухудшается 11.09.2006 По данным английской статистики, качество пищи, съедаемой англичанами, значительно ухудшилось с 40-х годов прошлого века. За 60 лет содержание железа в среднем бифштексе снизилось на 55%, кальция - на 4%, магния - на 7%. Содержание железа в молоке снизилось на 62%, кальция - на 21%. Из сыра чеддер ушло 38% магния, 9% кальция и 47% железа. В некоторых случаях эти изменения можно объяснить новыми, более строгими и точными методами анализов, изменившимися способами переработки, хранения и транспортировки, но в основном, как предполагают экологи, изменения в худшую сторону связаны с переходом на интенсивное сельское хозяйство. Фермеры не ждут, пока почва восстановит под паром свои питательные свойства и плодородие, а пичкают ее химическими удобрениями, не содержащими многих важных для растений и человека микроэлементов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025