مشاهده شکستن مولکول‌ها در واکنش‌های کاتالیستی

مدیر این پروژه تحقیقاتی به نام میخائیل وانگ می‌گوید: “با این روش، ما قادر به
مشاهده‌ی ارتعاش پیوندهای مولکولی بین اتم‌های یک مولکول هستیم. با مشاهده‌ی
تغییرات فرکانس و شدت این ارتعاش‌ها، می‌توانیم مراحل تبدیل یک مولکول به
مولکول دیگر را قدم به قدم دنبال کنیم.”

این روش تشخیص شیمیایی، مبتنی بر نانوذرات حاوی طلا و سیلیکون است که به
نانوپوسته (nanoshell) معروف هستند. این ذرات که حدوداً ۲۰ مرتبه کوچکتر از
ابعاد یک گلبول قرمز هستند، قادرند امواج نور را تقویت و تاحدی متمرکز کنند که
بتوان از این امواج برای تشخیص تعداد اندکی مولکول استفاده کرد. با استفاده از
این ذرات به عنوان کاتالیست، می‌توان علاوه‌بر انجام واکنش کاتالیستی، از
قابلیت آنها برای دنبال کردن مراحل واکنش‌ها نیز استفاده کرد.

این محققان مدعی هستند که تاکنون هیچ روش دیگری نتوانسته است جزئیات واکنش‌های
کاتالیستی در محیط آب را به این خوبی نمایان سازد.

TCE یا تری کلرواِتِن (trichloroethene) یک حلال معروف و سرطان زاست، که یکی از
فراگیرترین و مشکل‌زاترین آلاینده‌های آب‌های زیر زمینی به شمار می‌رود.

در روش‌های تصفیه‌ی معمولی، این حلال به صورت جامد یا گاز از آب جدا می‌شود اما
به یک ماده غیر سمی تبدیل نمی شود؛ ولی گروه آقای وانگ چند سال پیش روشی را
برای شکستن مولکول‌های TCE به مولکول‌های غیر سمی ارائه کرده است. اکنون
آزمایش‌های جدید نشان می‌دهد که کاتالیست جدید این گروه، خیلی سریع‌تر از روش
قبلی عمل می‌کند و کارایی بالاتری دارد.

هرچند این روش به یک سال و نیم تحقیق نیاز دارد تا از مرحله‌ی آزمایشگاهی خارج
شود، اما صاحبان آن معتقدند نتایج کار آنها بسیار با ارزش است. در این روش از
طیف سنجی رامان برای مشخص کردن ساختار مولکول‌های روی سطح نانوذرات کاتالیستی
استفاده می‌شود. همکاران این گروه تحقیقاتی، با محاسبات ریاضی می‌توانند ارتباط
بین فرکانس ارتعاش و نوع پیوندهای شیمیایی را نشان دهند.

سازمان‌های بنیاد ملی علوم آمریکا، بنیاد ولچ (“Welch Foundation”) و مرکز
مطالعات بین‌رشته ای کِک (Keck Center for Interdisciplinary Bioscience
Training) حمایت مالی این تحقیق را به عهده داشته‌اند.

نتایج این تحقیق در مجله‌ی American Chemical Society چاپ شده است.