[ad_1]

تصویر

تصویر: پویایی مولکولی متولد-اوپنهایمر مولکول استیلید HO-Ca-CCH ، محلول شده به شکل DMSO بیشتر

اعتبار: میخائیل پولینسکی ، دستیار موسسه شیمی دانشگاه سن پترزبورگ

بیش از 150 سال پیش استیلید کلسیم کشف شد. این ماده یک جامد سفید مایل به زرد ، بژ یا خاکستری است که ترکیبی از کلسیم و کربن است. در حال حاضر از استیلید کلسیم برای تولید گاز استیلن استفاده می شود. این ماده در صنعت در تولید اسید استیک و الکل اتیل کاربرد گسترده ای دارد و همچنین می تواند در تولید موتورهای پلاستیکی ، لاستیکی و موشکی مورد استفاده قرار گیرد.

کربن مورد نیاز برای سنتز استیلید کلسیم به روشی ناپایدار تولید می شود. در نتیجه ، منابع فسیلی تخلیه می شوند (رویکرد ناپایدار) و میزان کربن بالاتر از سطح زمین افزایش می یابد. “ما در حال کار بر روی یک استراتژی برای چرخه تولید کربن خنثی هستیم. به طور خاص ، برای به دست آوردن استیلید کلسیم ، می توانید از کربن استفاده کنید ، که با تجزیه حرارتی (پیرولیز) زباله بدست می آید و ماده حاصل می تواند در صنعت برای ایجاد ترکیبات جدید مورد استفاده قرار گیرد. ” آزمایشگاه کاتالیز خوشه ای ، دانشگاه سن پترزبورگ.

“امروزه ، یک چالش اساسی برای بشریت ایجاد نسل جدیدی از فرآیندهای صنعتی است که اجازه می دهد مهمترین ترکیبات و مواد آلی را در یک رویکرد خنثی از کربن بدست آورد. جایگزینی منابع فسیلی با منابع تجدید پذیر بسیار مهم است ، بنابراین مشکلات زیست محیطی حل می شود. همانطور که در مقاله های ما نشان داده شده است ، سنتز آلی بر پایه استیلید کلسیم فرصت های جدیدی را برای معرفی فن آوری های کربن خنثی ایجاد می کند. علاوه بر این ، درک فرآیندهای شیمیایی تبدیل گونه های کاربید به فرآیندهای شیمیایی در محلول بسیار مهم است. “، گفت: والنتین آنانیکوف ، عضو آکادمی علوم روسیه و رئیس آزمایشگاه های تجزیه خوشه و فلز و مقیاس نانو. کاتالیزورها در موسسه زلینسکی.

شیمیدانان با شبیه سازی فرایندهایی که در سطح اتمها و مولکول ها در هنگام تعامل استیلید کلسیم ، آب و حلال دی متیل سولفوکسید اتفاق می افتد ، راه حل جدیدی برای استفاده از این ماده ارائه داده اند. استیلید کلسیم نمکی است که حاوی بقایای استیلن اسیدی با بار منفی است (به اصطلاح آنیون های استیلید “؟ 2”) و یون های کلسیم با بار مثبت است. محققان میزان اسیدیته آنیون های استیلید ، آب و برخی مواد دیگر را در یک حلال دی متیل سولفوکسید بررسی کردند. یک پدیده غیرمعمول ممکن است در این حلال مشاهده شود. اثر متقابل آنیونهای استیلید با آب ، هیدرولیز ، ناقص است. آنیونهایی که بدین ترتیب تشکیل شده اند و دارای بار -1 هستند ، می توانند تحت طیف وسیعی از واکنشهای شیمیایی آلی قرار گیرند.

“پس از انجام تجزیه و تحلیل ، متوجه شدیم که می توان به جای آب از مواد پروتونایزر دیگر برای انتقال استیلاید به محلول استفاده کرد. همچنین ، اگر حلال از برخی از معیارهای تازه کشف شده برخوردار باشد ، می توان به جای دی متیل سولفوکسید از یک “حلال” کم سمی و سبزتر برای انجام واکنش های مربوط به استیلید کلسیم استفاده کرد. به این ترتیب ، میخائیل پولینسکی گفت ، از این طریق ، سنتز شیمیایی مواد جدید با استیلید کلسیم می تواند “سبزتر” باشد زیرا ممکن است استیلید کلسیم در حلال های کمتر سمی واکنش دهد. ، نویسنده مشترک مقاله ، دستیار موسسه شیمی دانشگاه سن پترزبورگ.

قابل ذکر است که یکی از نویسندگان مقاله جدید ماریا ساپووا ، فارغ التحصیل دانشگاه سن پترزبورگ است که کار خود را در دوره کارشناسی ارشد آغاز کرد. “این پروژه چالش برانگیز از همان ابتدا من را به خود جلب کرد ، زیرا ایده ترکیب روشهای مختلف محاسباتی امکانات گسترده ای را برای شبیه سازی فرآیندهای پیچیده ، در مورد ما فرآیند انحلال فراهم می کند. این کار درک گسترده ای از علم به من داد و همچنین من را تشویق کرد که با مدل سازی بلورها و به چالش کشیدن محدودیت های کاربرد روش های مختلف در شیمی محاسباتی ، از منطقه راحتی خود خارج شوم. من فکر می کنم رویکردهای پیچیده از نظر روش شناختی برای مدل سازی ، مانند رویکردهای ارائه شده در مقاله ، نیاز به توسعه بیشتری دارند تا بتوانیم واقعاً واقع بینانه از فرایندهای شیمیایی انجام دهیم ، “.

همانطور که توسط میخائیل پولینسکی مشخص شده است ، مطالعه تازه ارائه شده صرفاً نظری است. این یک شبیه سازی رایانه ای از فرآیند به دست آوردن استیلیدها از استیلید کلسیم است. “ما از روشهای شیمیایی کوانتومی به اصطلاح ، پویایی مولکولی Born-Oppenheimer استفاده کردیم. در نتیجه چنین شبیه سازی ، می توان یک فیلم کوتاه مولکولی ساخت که نشان می دهد حرکت اتم ها و مولکول ها در مقیاس های زمانی بسیار کوتاه ، پیک ثانیه ، به نظر می رسد. “

###

این مطالعه بخشی از پروژه شیمی مربوط به استیلید کلسیم است که توسط دانشگاه سن پترزبورگ تأمین شده است. این آزمایشگاه توسط آزمایشگاه دانشگاه برای تجزیه خوشه با مشارکت محققان موسسه شیمی آلی زلینسکی آکادمی علوم روسیه انجام می شود. بخش قابل توجهی از شبیه سازی با کمک امکانات مرکز محاسبات پارک تحقیقاتی دانشگاه سن پترزبورگ انجام شد.

فیلم از آزمایشگاه آنانیکوف

شرح: پویایی مولکولی متولد-اوپنهایمر مولکول استیلید HO-Ca-CCH ، محلول در DMSO.
نویسنده: میخائیل پولینسکی ، دستیار موسسه شیمی دانشگاه سن پترزبورگ

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir