ابداع محلول صابونی مهندسی شده
گروهی از محققان در دانشگاه میسوری یک ابزار شیمیایی نوآورانه و سازگار با محیط‌زیست ایجاد کرده‌اند که از قدرت آب و الکتریسیته، محلول صابونی مهندسی شده را تولید کرده که از آن برای ایجاد واکنش‌ها به روشی کاملا جدید استفاده می‌کند.
این روش موفقیت‌آمیز الکتروشیمی می‌تواند هزینه‌های ساخت داروها را کاهش دهد و از فناوری انرژی پاک، از‌جمله تلاش‌ها برای حذف پروپلی فلوروآلکیل (PFAS) (که به‌عنوان «مواد شیمیایی ابدی» نیز شناخته می‌شود) از آب حمایت کند. این مطالعه در مجله Angewandte Chemie Intenational Edition منتشر شده است.
الکتروشیمی یکی از زیرشاخه‌های دانش شیمی است که به بررسی واکنش‌های شیمیایی می‌پردازدکه دراثر عبور جریان الکتریکی انجام می‌شد، یا انجام یافتن آنها سبب ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. الکتروشیمی سنتی بر حلال‌ها و الکترولیت‌های سمی متکی است. در جست‌وجوی جایگزین‌های غیرسمی، دانشیار ساچین هاندا و دانشجوی فارغ‌التحصیل کارنجیت کاور با همکاری شرکت داروسازی نوارتیس، مواد سازگار با محیط‌زیست به نام میسل‌ها را تولید کرده‌اند. میسل‌ها ساختارهای مولکولی کوچکی هستند که از اسیدهای آمینه طبیعی و روغن نارگیل ساخته شده‌اند.
این سازه‌های توپی‌شکل دو طرف دارند؛ یکی که با آب مخلوط می‌شود و دیگری که آن را دفع می‌کند. به‌عبارتی یک بخش آب‌دوست و بخش دیگر آب‌گریز است. طراحی منحصر‌به‌فرد آنها به محققان این امکان را می‌دهد تا با ترکیب نقش‌های سنتی حلال‌ها، الکترولیت‌ها و تقویت‌کننده‌های واکنش در یک ابزار ساده، واکنش‌های الکتروشیمیایی را کارآمدتر کنند. امتیاز: واکنش‌ها بسیار کارآمد و گزینشی هستند.
هاندا و کاور این تکنیک را در‌حالی کشف کردند که در تلاش برای یافتن راهی برای استفاده از آب و الکتریسیته میسلی به‌عنوان منبعی سبز برای تحریک واکنش‌های شیمیایی بودند؛ فرآیندی که به‌عنوان الکتروشیمی میسلی شناخته می‌شود.
هاندا گفت: «این میسل‌ها خصوصا واکنش‌های مورد نظر را به جلو هدایت می‌کنند اما با هیچ‌چیز واکنش نشان نمی‌دهند و پایدار می‌مانند. این ویژگی، آنها را از میسل‌های یونی، متمایز می‌سازد.»
با مؤثرتر کردن این فرآیند، این پیشرفت می‌تواند به بهبود توسعه داروها نیز کمک کند؛ از‌جمله مهارکننده‌هایی که پروتئین‌ها را هدف قرار می‌دهند، مانند NS5A ویروس هپاتیتC و ممکن است برای درمان بیماری‌های التهابی، پرولیفراتیو و تنظیم‌کننده ایمنی استفاده شود.
میسل‌ها را می‌توان برای توسعه فناوری‌های انرژی پاک با کمک به تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن نیز مورد استفاده قرار داد. هاندا گفت: «این فرآیند که به‌عنوان الکتروکاتالیز شناخته می‌شود، همچنین نقش کلیدی در تولید انرژی پاک بازی می‌کند. با همین رویکرد، هیدروژن (در محل تولید شده از آب) می‌تواند به‌طور بالقوه به‌عنوان یک سوخت پاک استفاده شود. به‌علاوه ما می‌توانیم از هیدروژن برای تجزیه مواد شیمیایی مضر PFAS استفاده کنیم و آنها را به هیدروکربن‌های مفید تبدیل کنیم و در عین‌حال اکسیژن را در هوا آزاد کنیم.»
با تمرکز بر پایداری و کارایی، این ابزار شیمیایی جدید می‌تواند اثرات زیست‌محیطی فرآیندهای شیمیایی سنتی را کاهش دهد و راه‌حل‌های پایداری برای تولید و ذخیره انرژی پاک ارائه دهد.
آیسا اسدی - روزنامه‌نگار
الکتروشیمی یکی از زیرشاخه‌های دانش شیمی است که به بررسی واکنش‌های شیمیایی می‌پردازدکه دراثر عبور جریان الکتریکی انجام می‌شد، یا انجام یافتن آنها سبب ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. الکتروشیمی سنتی بر حلال‌ها و الکترولیت‌های سمی متکی است. در جست‌وجوی جایگزین‌های غیرسمی، دانشیار ساچین هاندا و دانشجوی فارغ‌التحصیل کارنجیت کاور با همکاری شرکت داروسازی نوارتیس، مواد سازگار با محیط‌زیست به نام میسل‌ها را تولید کرده‌اند. میسل‌ها ساختارهای مولکولی کوچکی هستند که از اسیدهای آمینه طبیعی و روغن نارگیل ساخته شده‌اند.
این سازه‌های توپی‌شکل دو طرف دارند؛ یکی که با آب مخلوط می‌شود و دیگری که آن را دفع می‌کند. به‌عبارتی یک بخش آب‌دوست و بخش دیگر آب‌گریز است. طراحی منحصر‌به‌فرد آنها به محققان این امکان را می‌دهد تا با ترکیب نقش‌های سنتی حلال‌ها، الکترولیت‌ها و تقویت‌کننده‌های واکنش در یک ابزار ساده، واکنش‌های الکتروشیمیایی را کارآمدتر کنند. امتیاز: واکنش‌ها بسیار کارآمد و گزینشی هستند.
هاندا و کاور این تکنیک را در‌حالی کشف کردند که در تلاش برای یافتن راهی برای استفاده از آب و الکتریسیته میسلی به‌عنوان منبعی سبز برای تحریک واکنش‌های شیمیایی بودند؛ فرآیندی که به‌عنوان الکتروشیمی میسلی شناخته می‌شود.
هاندا گفت: «این میسل‌ها خصوصا واکنش‌های مورد نظر را به جلو هدایت می‌کنند اما با هیچ‌چیز واکنش نشان نمی‌دهند و پایدار می‌مانند. این ویژگی، آنها را از میسل‌های یونی، متمایز می‌سازد.»
با مؤثرتر کردن این فرآیند، این پیشرفت می‌تواند به بهبود توسعه داروها نیز کمک کند؛ از‌جمله مهارکننده‌هایی که پروتئین‌ها را هدف قرار می‌دهند، مانند NS5A ویروس هپاتیتC و ممکن است برای درمان بیماری‌های التهابی، پرولیفراتیو و تنظیم‌کننده ایمنی استفاده شود.
میسل‌ها را می‌توان برای توسعه فناوری‌های انرژی پاک با کمک به تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن نیز مورد استفاده قرار داد. هاندا گفت: «این فرآیند که به‌عنوان الکتروکاتالیز شناخته می‌شود، همچنین نقش کلیدی در تولید انرژی پاک بازی می‌کند. با همین رویکرد، هیدروژن (در محل تولید شده از آب) می‌تواند به‌طور بالقوه به‌عنوان یک سوخت پاک استفاده شود. به‌علاوه ما می‌توانیم از هیدروژن برای تجزیه مواد شیمیایی مضر PFAS استفاده کنیم و آنها را به هیدروکربن‌های مفید تبدیل کنیم و در عین‌حال اکسیژن را در هوا آزاد کنیم.»
با تمرکز بر پایداری و کارایی، این ابزار شیمیایی جدید می‌تواند اثرات زیست‌محیطی فرآیندهای شیمیایی سنتی را کاهش دهد و راه‌حل‌های پایداری برای تولید و ذخیره انرژی پاک ارائه دهد.
آیسا اسدی - روزنامه‌نگار
ضمیمه ویژه نامه
تیتر خبرها
