Молекуляр караклар - бертөрле, молекуляр размерлы кристалл материаллар - хәзерге индустриядә төп эшче, критик аерылышулар, чистарту һәм катализатор реакцияләр булдыру мөмкинлеге бирә. Традицион "киштәләрдән тыш" кулаклар яхшы хезмәт итсәләр дә, трансформатив смена була: махсуслаштырылган молекуляр каракларның күтәрелүе. Бу парадигма материаль характеристикалардан артып, гомуми чишелешләр чишә алмаган конкрет, катлаулы проблемаларны чишү өчен, кулак архитектурасын һәм химиясен белә торып, төгәл инженерлыкка юнәлтә.
Нигә үзләштерү? Машина йөртүче көчләр
Тармаклар чикләрне куялар, моңарчы күрелмәгән чисталыкны, энергияне күп тоту процессларының эффективлыгын, яңа химик юлларны, катлаулы экологик проблемаларны чишүне таләп итәләр. Стандарт эләкләр, еш кына төп күзәнәк зурлыклары, химик үзлекләр, яисә пычраклыкка сизгерлеге белән чикләнәләр. Хосусыйлаштыру адреслары охшаш молекулаларны (мәсәлән, махсус ксилен изомерларын) аеру, минималь калдыклар белән бик сайлап алынган реакцияләрне катализацияләү, катлаулы яки пычратылган азык запасларын эшкәртү, углерод тоту яки водородны чистарту кебек барлыкка килгән кушымталарның уникаль таләпләрен канәгатьләндерү кебек ихтыяҗларга мохтаҗ.
Молекуляр архитектор кораллары: структураны тегү
Молекуляр кулак ясау - фән һәм химиянең катлаулы батырлыгы, берничә төп параметрны төгәл манипуляцияләү:
Кәүсәләрнең зурлыгы һәм геометриясе: төп функция. Синтез техникасы хәзерге вакытта күзәнәк диаметрын (суб-нанометрдан нанометр масштабына) һәм формага (каналлар, кафелар) моңарчы күрелмәгән контроль ясарга мөмкинлек бирә. Бу молекулаларның нинди керә, таралуы һәм үзара бәйләнештә булуын төгәл күрсәтә, моңа кадәр аерылмаган катнашмаларны яки форма-сайлап катализны аерырга мөмкинлек бирә.
Фруктура составы: Классик алюминосиликатлардан (зеолитлар) артка күчү, титан, калай, германий яки фосфор кебек элементларны үз эченә алу (алюминофосфатлар булдыру - АльПО, яки силикоалуминофосфатлар - SAPO) химик тәртипне тамырдан үзгәртә. Бу төрне (Брøнстед / Льюис) көйли, кислоталылык / төплек, катализатор активлыгы һәм сайлап алу өчен бик мөһим.
Chemир өсте химиясе һәм функциональлеге: Синтездан соң эчке күзәнәк өслекләрен үзгәртү ("прививка") яки синтез вакытында билгеле органик төркемнәр, металл комплекслар яки нанопартиклар кертә. Бу катализатор сайтларны өсти, адсорбция якынлыгын үзгәртә (мәсәлән, гидрофобик өслекләр ясау), яки хираль аеру кебек яңа функцияләргә мөмкинлек бирә.
Иерархик порозитик: табигый микропорозитны (кечкенә күзәнәкләр) белә торып кертелгән месо- яки макропоралар белән берләштерү күп дәрәҗәдәге транспорт челтәрен барлыкка китерә. Бу "молекуляр шоссе" эре молекулалар өчен диффузияне кискен яхшырта, күзәнәкләрне блоклаудан саклый, һәм эффективлыкны көчәйтә, аеруча ябык шартларда яки зур реакторлар белән.
Бәллүр размер һәм морфология: кисәкчәләрнең зурлыгын контрольдә тоту (нано vs. микро) һәм тышкы форма диффузия юл озынлыгына, реакторларда тыгызлыкны, механик көчне, тышкы стимул белән үзара бәйләнешне тәэсир итә.
Характеризация һәм модельләштерү: төп кулланмалар
Заказлы кулакларны проектлау фаразлау түгел. Каты характеристика иң мөһиме: рентген дифракция (XRD) кристалл структурасын раслый; Электрон микроскопия (SEM / TEM) морфологияне ачып бирә; Газ adsorption анализы күзәнәк күләмен һәм өслек мәйданын төгәл үлчәя. Спектроскопия (IR, NMR) химик мохитне һәм актив урыннарны тикшерә. Хисаплау химиясе һәм машина өйрәнү көннән-көн мөһимрәк, виртуаль структуралар эчендә adsorption, диффузия һәм реакция механизмнарын фаразлый һәм зур синтез-милек мәгълүматлар базасын анализлап яңа материалларны табуны оптимизацияләүне тизләтә.
Молекуляр архитектор булып эш итү, билгеле биремнәр өчен хирургик төгәллек белән кулаклар ясау, зур алгарышны күрсәтә. Бу бик күп өлкәләрдәге уңышларга ирешү өчен потенциалны ачып җибәрә, ачыштан бу көчле, күренми торган фильтрларның рациональ дизайнына күчә.
Пост вакыты: 25-25 июль
