En ny metode til uafbrudt overvågning af faststofformalereaktioner

Et hold af kemikere fra det kroatiske Ruđer Bošković Institut (RBI) beskrev en ny, letanvendelig metode til uafbrudt overvågning af mekanokemiske reaktioner. Disse reaktioner udføres i lukkede fræseanordninger, så for at overvåge reaktionen skal man åbne reaktionsbeholderen, dermed forstyrre processen. Den nye metode bruger Raman-spektroskopi til at få dybere indsigt i solid-state formalingsreaktioner, uden den sædvanlige afbrydelse af den kemiske reaktionsproces.

Mekanokemisk syntese ved formaling bruges i dag til at fremstille alle klasser af forbindelser og materialer. Det er en enkel, hurtigt og mere miljøvenligt alternativ til klassisk løsningssyntese, som i høj grad reducerer brugen af ​​opløsningsmidler og affaldsgenerering, fordi reaktionerne foregår i fast tilstand uden opløsningsmidler og drives af tilførsel af mekanisk energi.

Imidlertid, for at bringe mekanisk energi ind i systemet, de faste stoffer anbringes i reaktionsbeholdere lavet af forskellige metaller såsom stål, samt klar plast. Kuglemøller tilsættes derefter de faste stoffer, og møllebeholderne placeres derefter på specialiserede møller, hvor de svinger ved høje frekvenser.

''Selvom mekanokemisk syntese ved fræsning bliver mere og mere populær og udbredt, måden, hvorpå reaktioner foregår i sådanne lukkede reaktionsbeholdere, gør det umuligt for os at overvåge kemiske og fysiske processer. Nemlig i fortiden, den kemiske reaktion blev ofte overvåget ved at standse formalingen og åbne reaktionsbeholderen, og derefter tage en lille del af prøven fra beholderen til analyse. Imidlertid, at standse fræsningen betyder ikke nødvendigvis, at denne kemiske reaktion er afsluttet, hvilket betyder, at overvågning af kemiske processer på denne måde ikke altid giver gode resultater, '' forklarer Dr. Stipe Lukin fra det kroatiske forskerhold.

For at forskere kan forstå, hvordan og hvorfor en bestemt reaktion opstår i fast tilstand, det var nødvendigt at udtænke en måde at overvåge disse processer under fræsning, uden behov for at stoppe eksperimentet.

Det var denne gruppe af kemikere fra det kroatiske institut, der udviklede en metode til vellykket øjeblikkelig overvågning af mekanokemiske reaktioner, såsom synkrotron røntgendiffraktion på en pulverprøve eller laboratorieteknikker med Raman-spektroskopi.

I denne avis, Dr. Stipe Lukin, og hans kolleger Dr. Ivan Halasz og Dr. Krunoslav Uarević har i detaljer beskrevet metoden baseret på Raman-spektroskopi, som de udviklede på Instituttet.

''Vores Raman-spektroskopi-metode bruger en laser, der passerer gennem en klar plastikreaktionsbeholder under reaktionen, hvilket giver os mulighed for at indsamle spektroskopiske data. Med denne metode kan vi overvåge dannelsen og forsvinden af ​​forskellige kemiske bindinger, og identificere de nydannede produkter under reaktionen. På denne måde vi kan få dybere indsigt i reaktionsmekanismerne og finde ud af, hvorfor og hvordan reaktioner finder sted, '' forklarede Dr. Lukin og udtalte yderligere, at selvom Raman-spektroskopi var en væsentlig teknik til procesanalytiske teknologier, der anvendes i den kemiske og biofarmaceutiske industri til uafbrudt overvågning af fremstillingsprocesser, det er endnu ikke kommet tæt på at realisere sit fulde potentiale.

Dr. Lukin mener, at udgivelsen af ​​dette papir er vigtigt, fordi det kunne muliggøre implementeringen af ​​denne metode i andre laboratorier rundt om i verden.

Dette kan i sidste ende resultere i en udvidelse af resultater, der beskæftiger sig med de mekanistiske aspekter af mekanokemiske reaktioner, konkluderede Dr. Lukin.