Vários campos de pesquisa surgiram em torno dos motores químicos, chamados catalisadores, no trabalho em muitos processos industriais - incluindo aqueles que aumentam a produção de combustíveis, fertilizantes, e alimentos. Esses esforços de pesquisa desenvolveram catalisadores mais úteis que aceleram as reações químicas e as tornam mais eficientes, sem serem consumidos no processo.

Agora, há um interesse crescente em coordenar os esforços de pesquisa nessas áreas para criar novos, catalisadores híbridos com desempenho aprimorado, disse Gabor Somorjai, cientista sênior do corpo docente da Divisão de Ciências de Materiais do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA (Berkeley Lab) e professor de química da UC Berkeley.

Somorjai, que é autor de mais de 1, 000 artigos de jornal relacionados à catálise e, particularmente, química que ocorre na superfície dos metais, defende a busca por novas formas de catálise híbrida em um artigo de perspectiva publicado este mês na revista. Catálise Natural . Somorjai também escreveu quatro livros relacionados à química de superfície.

"Vamos tentar combinar os resultados desses campos de novas maneiras, "Somorjai disse." Parece óbvio que esta será a evolução do campo. "O artigo reconhece alguns estudos publicados anteriormente relacionados a catalisadores híbridos, e pede mais progresso.

Rong "Rocky" Sim, o autor principal do artigo, disse, "Nosso artigo apresenta o conceito de catalisadores híbridos de forma sistemática e abrangente para que mais pesquisadores estejam cientes das possibilidades em direções de pesquisa e colaborações." Ye é um ex-aluno de pós-graduação no Berkeley Lab e UC Berkeley que agora é um bolsista de pós-doutorado presidencial na Cornell University.

Os três tipos gerais de pesquisa de catálise, de acordo com o artigo de perspectiva, são frequentemente categorizados da seguinte forma:

• Catalisadores homogêneos, que normalmente operam na mesma fase da matéria (na maioria das vezes um líquido ou um gás) que o reagente. Um reagente é uma substância que participa de uma reação química e é alterada pela reação.
• Catalisadores heterogêneos, que operam em uma fase diferente da matéria dos reagentes. Este tipo de catalisador pode estar na superfície externa ou interna de sólidos densos ou porosos, as notas do artigo, ou pode ser anexado à superfície dos materiais, na forma de cristais de metal ou nanopartículas, por exemplo.
• Catalisadores de enzimas, que são moléculas biológicas 3-D derivadas de aminoácidos. As enzimas normalmente são imersas em um líquido.
• A criação de catalisadores híbridos pela mistura de diferentes tipos de catalisadores e reagentes "pode ​​ser maior do que a soma de suas partes ... e pode fornecer um método promissor para sintetizar produtos finais elusivos, "afirma o artigo. A perspectiva, de autoria de Somorjai e quatro outros pesquisadores do Berkeley Lab e da UC Berkeley, lista 17 processos químicos que podem ser acelerados por catalisadores em cada uma das categorias acima.

"Quando tentamos hibridizar, podemos ser capazes de acelerar a taxa de reação ou a seletividade para novos produtos, "Somorjai disse.

Isso poderia abrir novos caminhos para o desenvolvimento de baterias de longa duração e medicamentos de baixo custo, ele disse.

Já, O grupo de pesquisa de Somorjai encontrou maneiras de "heterogeneizar a catálise homogênea" por amarração, enxerto, ou catalisadores de aprisionamento que são normalmente dissolvidos em um líquido. Isso pode fornecer mais estabilidade a longo prazo para os processos de reação, reduzir o desperdício, e melhorar a reutilização dos catalisadores, as notas de perspectiva.

Existem desafios, no entanto, na prevenção da lixiviação de metais ao longo do tempo, por exemplo, e na otimização de todos os componentes e condições para garantir o desempenho superior de tais híbridos.

A equipe de Somorjai está agora nos estágios iniciais de trabalho em abordagens híbridas que incorporam catalisadores de enzimas.

"Vamos tentar combiná-los e ver o que temos - talvez seja algo único, "Somorjai disse." Parece óbvio que esta será a evolução do campo da catálise. "