Tutkijat luovat radikaalia uutta alumiinia, joka voisi korvata harvinaiset maametallit | Upea insinööritaito King's College Londonin tutkijat ovat kehittäneet poikkeuksellisen uuden alumiinimuodon, joka voisi jonain päivänä vähentää riippuvuutta harvinaisten maametallien ja jalometallien käytöstä nykyaikaisessa teollisuudessa. Löytö keskittyy erittäin reaktiivisiin alumiinipohjaisiin molekyyleihin, jotka pystyvät suorittamaan kemiallisia muutoksia, joita tyypillisesti hoitavat paljon kalliimmat siirtymämetallit. Nature Communications -lehdessä julkaistut löydökset kuvaavat ensimmäisen raportoidun esimerkin yhdisteestä, joka tunnetaan nimellä cyclotrialumane, kolmionmuotoinen rakenne, joka koostuu kolmesta toisiinsa kytkeytyneestä alumiiniatomista, tutkimuksen mukaan. Molekyylijärjestely osoittaa harvinaisen yhdistelmän vahvaa reaktiivisuutta ja liuoksen stabiilisuutta, mikä mahdollistaa sen osallistumisen monimutkaisiin kemiallisiin prosesseihin hajoamatta. Alumiini on yksi maankuoren runsaimmista alkuaineista ja on huomattavasti halvempi kuin metallit kuten platina ja palladium. Kuitenkin siitä on historiallisesti puuttunut joustava katalyyttinen käyttäytyminen, joka tekee siirtymämetalleista välttämättömiä teollisessa kemiassa. Tutkimusta johtanut tohtori Clare Bakewell ja hänen tiiminsä ryhtyivät selvittämään, voisiko alumiinia muokata jäljittelemään tai jopa ylittämään näitä ominaisuuksia. Heidän vastikään luotu alumiinitrimeri voi katkaista vahvoja kemiallisia sidoksia, mukaan lukien divetyjen halkaisemisen, ja edistää eteenin hallittua lisäystä ja ketjujen kasvua, joka on kriittinen kahden hiilin rakennuspalikka, jota käytetään laajasti kemian valmistuksessa. Työ tuotti myös viiden ja seitsemän jäsenen alumiinihiilirenkaiden järjestelmiä, joita ei aiemmin ole havaittu. Siirtymämetalleja on pitkään kuvattu katalyysin työjuhtiksi, jotka mahdollistavat reaktioita, jotka muodostavat lääkkeitä, muoveja ja erikoiskemikaaleja. Monet näistä metalleista ovat kuitenkin kalliita, ympäristötehokkaita louhia ja usein peräisin geopoliittisesti herkiltä alueilta. Alumiini sen sijaan on noin 20 000 kertaa edullisempaa kuin jalometallit, kuten platina, mikä tekee siitä houkuttelevan ehdokkaan kestävään kemiaan. Uusi alumiinikemia näyttää avaavan täysin uusia reaktioreittejä pelkän siirtymämetallien käyttäytymisen jäljittelyn lisäksi. Tutkijat sanovat, että he ovat vielä tutkimusvaiheessa, mutta varhaiset tulokset viittaavat siihen, että nämä maata runsastavat materiaalit voisivat mahdollistaa puhtaamman ja kustannustehokkaamman kemikaalituotannon. Jos tätä läpimurtoa kehitetään edelleen, se voisi muuttaa keskeisten teollisten reaktioiden suoritusta, korvaten harvinaiset metallit paljon runsaammalla vaihtoehdolla ja laajentaen synteettisen kemian rajoja.