Falgallada kiimikada ayaa hareerahayaga ka dhacaya mar walba—waa iska cad marka aad ka fikirto, laakiin imisa naga mid ah ayaa sidaas sameeya marka aan baabuur shidno, aan ukun karsanno, ama aan bacriminno cawskayaga?
Khabiirka katalisyada kiimikada Richard Kong ayaa ka fikirayay falcelinta kiimikada. Shaqadiisa "hagaajiye xirfadle ah," sida uu u dhigay, ma aha oo kaliya inuu xiiseynayo jawaabaha ka soo baxa iyaga, laakiin sidoo kale inuu aqoonsado jawaabaha cusub.
Iyada oo ah Klarman Fellow oo ku takhasusay Kiimikada iyo Bayoolajiga Kiimikada ee Kulliyadda Farshaxanka iyo Sayniska, Kong waxay ka shaqeysaa horumarinta kiciyeyaasha kiciya falcelinta kiimikada natiijooyinka la rabo, iyagoo abuuraya alaabooyin ammaan ah oo xitaa qiimo lagu daray, oo ay ku jiraan kuwa saameyn togan ku yeelan kara caafimaadka qofka. Arbacada.
"Tiro badan oo falgallo kiimiko ah ayaa dhaca iyada oo aan la caawin," ayuu yiri Kong, isagoo ka hadlayay sii deynta kaarboon laba ogsaydh marka baabuurtu gubaan shidaalka fosil. "Laakiin falgallada kiimikada ee aadka u adag oo adag si toos ah uma dhacaan. Halkan waa meesha katalisyada kiimikada ay ka ciyaaraan."
Kong iyo asxaabtiisa waxay sameeyeen kataliyayaal si ay u hagaan falcelinta ay rabaan inay dhacaan. Tusaale ahaan, kaarboon laba ogsaydh waxaa loo rogi karaa asiidh formic ah, methanol, ama formaldehyde iyadoo la dooranayo kataliyaha saxda ah iyo tijaabinta xaaladaha falcelinta.
Sida laga soo xigtay Kyle Lancaster, oo ah borofisar ku takhasusay kiimikada iyo bayoolajiyada kiimikada (A&S) iyo madaxa Kong, habka Kong wuxuu si fiican ugu habboon yahay habka "ku-saleysan daahfurka" ee shaybaarka Lancaster. "Richard wuxuu lahaa fikradda ah inuu isticmaalo tin si uu u horumariyo kiimikadiisa, taas oo aan waligood ku jirin qoraalkayga," ayuu yiri Lancaster. "Wuxuu leeyahay kiciye si gaar ah u beddeli kara kaarboon laba ogsaydh, oo aad looga hadlo saxaafadda, wax ka qiimo badan."
Kong iyo la-hawlgalayaashiisu waxay dhawaan ogaadeen nidaam, xaalado gaar ah, u beddeli kara kaarboon laba ogsaydh una rogi kara aashitada formic.
"In kasta oo aynaan weli heer sare ka gaarin jawaab celinta, nidaamkeennu waa mid aad loo habeyn karo," ayuu yiri Kong. "Sidan, waxaan ku bilaabi karnaa inaan si qoto dheer u fahanno sababta qaar ka mid ah kaaliyayaasha ay si dhakhso leh uga shaqeeyaan kuwa kale, sababta qaar ka mid ah kaaliyayaasha ay si dabiici ah uga fiican yihiin. Waxaan hagaajin karnaa xuduudaha kaaliyayaasha oo aan isku dayi karnaa inaan fahanno waxa ka dhigaya waxyaabahan inay si dhakhso ah u shaqeeyaan, sababtoo ah sida ugu dhakhsaha badan ee ay u shaqeeyaan, sida ugu wanaagsan ee ay u shaqeeyaan, sida ugu dhakhsaha badan ee aad u abuuri karto molecules."
Isagoo ah Klarman Fellow, Kong wuxuu sidoo kale ka shaqeynayaa sidii looga saari lahaa nitrate-ka, oo ah bacrimin caadi ah oo si sun ah ugu dhex milma marinnada biyaha, deegaanka oo u roga walxo aan waxyeello lahayn, ayuu yiri.
Kong wuxuu tijaabiyay isticmaalka biraha laga helo dhulka, sida aluminiumka iyo tin, sida kataliyayaal. Birtu waa kuwo raqiis ah, aan sun ahayn oo ku badan qolofta dhulka, sidaa darteed isticmaalkoodu ma keeni doono dhibaatooyin waara, ayuu yiri.
"Waxaan sidoo kale ka shaqeyneynaa sidii loo samayn lahaa kataliyayaal halkaas oo laba bir ah ay is dhexgalaan," ayuu yiri Kong. "Annagoo adeegsanayna laba bir oo hal qaab ah, falgallo noocee ah iyo habab kiimiko oo xiiso leh ayaan ka heli karnaa nidaamyada bimetallic?"
Kaymaha ayaa ah deegaanka kiimikada ee haya birahaan - waxay muhiim u yihiin furitaanka awoodda birahaan ay ku qabsan karaan shaqadooda, sida aad ugu baahan tahay dharka saxda ah ee cimilada saxda ah, ayuu yiri Kong.
70-kii sano ee la soo dhaafay, heerka ayaa ahaa in la isticmaalo hal xarun bir ah si loo gaaro kala-guurka kiimikada, laakiin tobankii sano ee la soo dhaafay ama wax la mid ah, kiimikooyinka goobta ku jira waxay bilaabeen inay baaraan isku-darka laba bir, ha ahaato mid kiimiko ahaan ama mid aad isugu dhow. Marka hore, ayuu yiri Kong, "Waxay ku siinaysaa darajooyin badan oo xorriyad ah."
Kataliyayaashan bimetallic-ga ah waxay siinayaan kiimikooyinka awoodda ay ku mideeyaan kataliyayaasha birta iyagoo ku saleynaya awoodooda iyo daciifnimadooda, Kong ayaa yiri. Tusaale ahaan, xarun bir ah oo si xun ugu xidhma substrate-ka laakiin si fiican u jebisa isku xidhka waxay la shaqayn kartaa xarun bir ah oo kale oo si xun u jebisa isku xidhka laakiin si fiican ugu xidhma substrate-ka. Joogitaanka birta labaad waxay sidoo kale saameysaa sifooyinka birta koowaad.
"Waxaad bilaabi kartaa inaad hesho waxa aan ugu yeerno saameyn isku-dhafan oo u dhaxaysa labada xarun ee birta," ayuu yiri Kong. "Beerta catalysis-ka bimetallic ayaa durba bilaabaysa inay muujiso falcelin aad u gaar ah oo cajiib ah."
Kong wuxuu sheegay in wali ay jiraan mugdi badan oo ku saabsan sida biraha isugu xirmaan isku-dhafka molecular-ka. Wuxuu aad ugu farxay quruxda kiimikada lafteeda sida uu ugu farxay natiijooyinka. Kong waxaa la keenay Shaybaarada Lancaster si ay u helaan khibradooda ku aaddan baaritaanka X-ray.
"Waa isku-dhafan," ayuu yiri Lancaster. "Sawir-qaadista X-ray waxay ka caawisay Richard inuu fahmo waxa ka socday gadaasha muuqaalka iyo waxa ka dhigaya tin mid si gaar ah uga falceliya oo awood u leh falcelintan kiimikada. Waxaan ka faa'iideysanay aqoontiisa ballaaran ee kiimikada kooxda weyn, taas oo albaabka u furtay kooxda inay hesho aag cusub."
Dhammaantood waxay ku xiran yihiin kiimikada aasaasiga ah iyo cilmi-baarista, ayuu yiri Kong, habkan waxaa suurtogal ka dhigay deeq waxbarasho oo Open Klarman ah.
"Maalin caadi ah, waxaan ku socodsiin karaa falcelin shaybaarka ama waxaan ku fariisan karaa kombiyuutar ku dayanaya molecules," ayuu yiri. "Waxaan isku dayeynaa inaan helno sawir dhammaystiran oo ku saabsan dhaqdhaqaaqa kiimikada intii suurtagal ah."