IRB: Nova metoda za praćenje mehanokemijskih reakcija

Tim kemičara s Instituta Ruđer Bošković (IRB), u radu objavljenom u prestižnom časopisu Nature Protocols, opisao je novu metodu koja omogućava praćenje kemijskih reakcija u krutom stanju bez prekidanja kemijskog procesa.

Mehanokemijska sinteza mljevenjem danas se koristi za pripravu svih klasa spojeva i materijala. To je jednostavna, brza i ekološki prihvatljivija alternativa klasičnoj otopinskoj sintezi koja uvelike smanjuje korištenje otapala i stvaranje otpada jer se reakcije odvijaju u čvrstom stanju, bez otapala i potaknute su unosom mehaničke energije.

Međutim, kako bi se mehanička energija unijela u sustav, krutine se stavljaju u reakcijske posude koje su napravljene od različitih metala, primjerice čelika, te prozirne plastike. Krutinama se zatim dodaju kuglice za mljevenje, a te se posude potom postavljaju na specijalizirane mlinove gdje osciliraju visokim frekvencijama.

Kako bi znanstvenici razumjeli kako i zašto dolazi do pojedine reakcije u čvrstom stanju bilo je potrebno osmisliti način za uspješno praćenje ovih procesa za vrijeme mljevenja, a bez potrebe da se pokus zaustavi. Upravo su u tome znanstvenici s Instituta Ruđer Bošković jedni od najboljih u Svijetu. Naime, upravo su 'Ruđerovi' kemičari razvili metodu za uspješno trenutno praćenje mehanokemijskih reakcija, poput sinkrotronske difrakcije X-zraka na praškastom uzorku ili laboratorijske tehnike Ramanove spektroskopije.

''U najnovijem radu kolege dr. sc. Ivan Halasz, dr. sc. Krunoslav Užarević i ja detaljno smo opisali metodu Ramanove spektroskopije koju smo razvili na IRB-u, a koja je zapravo bila u fokusu moje doktorske disertacije.

Naša metoda Ramanove spektroskopije koristi laser koji prolazi kroz prozirnu plastičnu reakcijsku posudicu za vrijeme reakcije što nam omogućava prikupljanje spektroskopskih podataka.

Ovom metodom možemo pratiti nastajanja i nestajanja raznih kemijskih veza, te identificirati novonastale produkte tijekom reakcije.

Time možemo dobiti dublji uvidi u reakcijske mehanizme te saznati zašto i kako se reakcije odvijaju,'' objašnjava dr. sc. Stipe Lukin, prvi autor na radu te dodaje kako Ramanova spektroskopija još nije ni blizu iskoristila svoj potencijal, te da je upravo zato objava ovog rada važna, jer će omogućiti implementaciju ove metode u druge laboratorije diljem svijeta.

''To će na kraju rezultirati ekspanzijom rezultata koji će se baviti mehanističkim aspektima mehanokemijskih reakcija'', zaključio je Stipe Lukin.