یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه ژنو (UNIGE) با همکاری دانشگاه کاردیف، نحوه استفاده از میدان الکتریکی خارجی برای کنترل و تسریع یک واکنش شیمیایی را کشف کرده است. در این سوئیچ از نانولوله‌های کربنی استفاده می‌شود.
یک سوئیچ الکتریکی، واکنش شیمیایی را کنترل می‌کند
تحقیقات جدید یک روش نوآورانه برای کنترل و تسریع واکنش‌های شیمیایی با استفاده از یک میدان الکتریکی خارجی را نشان می‌دهد.
این روش حول یک راکتور میکروسیالی الکتروشیمیایی می‌چرخد، جایی که پیشرفت واکنش شیمیایی به‌طور مستقیم با شدت میدان الکتریکی ارتباط دارد.
میدان الکتریکی بین دو الکترود تولید می‌شود، که با نانولوله‌های کربنی تقویت می‌شوند، که این موضوع باعث قطبش الکترونیکی در مولکول‌ها شده و در نهایت واکنش شیمیایی رخ می‌دهد. این روش انقلابی به دلیل کاهش نیاز به مراحل پیچیده، پتانسیل سنتز ترکیبات آلی را به شکلی ساده‌تر دارد. این پیشرفت جدید می‌تواند به شدت بر شیمی آلی تأثیر بگذارد و راه را برای تولید مواد شیمیایی، سوخت و پلاستیک به شکلی سازگار با محیط زیست هموار کند.
در شیمی، ایجاد ترکیبات شیمیایی آلی پیچیده از معرف‌های ساده بهره می‌برد. از طریق واکنش‌های پی در پی، شیمیدانان مولکول‌های کوچک را جمع می‌کنند تا در نهایت محصولات مورد نظر را تشکیل دهند. سنتز مواد آلی برای تولید داروها، پلیمرها، رنگدانه‌ها و مواد آروماتیک بسیار مهم است. این مراحل پی در پی برای کنترل بسیار دقیق و ظریف محصول است. برای محدود کردن منابع مورد نیاز، عملکرد هر مرحله واکنش باید بهینه باشد. دستیابی به کنترل بهتر و عملکرد ساده‌تر این واکنش‌ها یک چالش عمده تحقیقاتی است.
استفان ماتیل، استاد کامل در گروه شیمی آلی توضیح می‌دهد: «الکترون‌ها می‌توانند تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی قرار بگیرند. بنابراین از نظر تئوری امکان کنترل واکنش‌های شیمیایی به صورت الکتریکی امکان‌پذیر است. اگرچه این کار در اصل ساده و امیدوارکننده است اما با محدودیت‌های مختلفی روبرو است.»
استفان ماتیل و توماس ویرت موفق شده‌اند با یک میدان الکتریکی ساده یک واکنش شیمیایی آلی را فعال کنند. برای انجام این کار، آنها یک راکتور میکروسیالی الکتروشیمیایی را طراحی کردند. نتایج آنها به وضوح وابستگی بین وضعیت پیشرفت واکنش شیمیایی و شدت میدان الکتریکی کاربردی را نشان می‌دهد. این دستگاه باعث می‌شود که یک واکنش شیمیایی به سادگی با چرخاندن سوئیچ فعال شود.
الکترودها با نانولوله‌های کربنی پوشش داده می‌شوند. واکنش‌دهنده‌ها با نانولوله‌های کربنی در تعامل هستند و آنها را در میدان الکتریکی قرار می‌دهند. این کار باعث می‌شود قطبش الکترونیکی در مولکول ایجاد شود و واکنش شیمیایی انجام شود.
