Muitos processos químicos dependem de catalisadores para facilitar as reações que, de outra forma, aconteceriam muito lentamente, ou não. Um procedimento inovador para representar visualmente a estrutura dos catalisadores via design assistido por computador, desenvolvido na KAUST, está ajudando os pesquisadores a construir melhores catalisadores.

O software gera mapas estéricos topográficos e foi desenvolvido pelo grupo de pesquisa de Luigi Cavallo no KAUST Catalysis Research Center. O código-fonte necessário agora está disponível gratuitamente online.

Cientistas de 65 países já usaram o aplicativo da web com interface, relata a pós-doutoranda Laura Falivene, e muitas vezes recorrem aos pesquisadores da KAUST para obter mais informações. A equipe já publicou um artigo de perspectiva explicando em detalhes a criação e o uso dos mapas estéricos topográficos.

"O poder de visualização é de grande valor na química, onde muito tempo é gasto imaginando coisas que não podemos ver, "Falivene diz.

Cada mapa usa um código de cores para transmitir a geometria tridimensional dos grupos químicos que formam o coração funcional de um catalisador, conhecido como bolsão catalítico (veja as imagens). Os dados para construir um mapa podem vir de várias técnicas, como cristalografia de raios-X e cálculos de mecânica quântica, que indicam a identidade e posição de cada átomo na bolsa catalítica.

Isso ajuda os pesquisadores a entender melhor como funcionam os catalisadores conhecidos, ao mesmo tempo que orienta a exploração de modificações químicas que podem ajustar as estruturas para fazer melhores catalisadores.

"Estamos construindo uma ponte importante entre as abordagens experimental e computacional, "Falivene explica. Ela acrescenta que a popularidade crescente dos mapas estéricos topográficos ajuda outros químicos a apreciar a importância do trabalho feito por químicos teóricos como ela.

"Usar os mapas explica a importância de combinar abordagens experimentais e teóricas melhor do que minhas palavras têm sido capazes de fazer, "ela observa." Eles podem ser usados ​​com qualquer classe de catalisadores, da reatividade promovida por moléculas orgânicas simples, àquele promovido por complexos de metais de transição, e grandes metaloenzimas, onde um metal está hospedado dentro de uma proteína. ”As metaloenzimas catalisam algumas das reações mais cruciais da vida.

O trabalho na KAUST continua a aprimorar o método, incluindo o desenvolvimento de abordagens de aprendizado de máquina para examinar rapidamente o potencial de possíveis novos catalisadores.

"Este artigo de perspectiva é importante porque afirma oficialmente a validade e o valor do tópico, "diz Falivene. Ela o descreve como um novo ponto de partida que reúne os primeiros, realizações menos formais para promover um uso mais amplo e um maior desenvolvimento dos mapas.