Naukowcy stworzyli radykalnie nowy aluminium, które może zastąpić metale ziem rzadkich | Wspaniała inżynieria Badacze z King's College London opracowali niezwykłą nową formę aluminium, która mogłaby w przyszłości zmniejszyć zależność od metali ziem rzadkich i szlachetnych w nowoczesnym przemyśle. Odkrycie koncentruje się na wysoko reaktywnych cząsteczkach aluminium, które są zdolne do przeprowadzania transformacji chemicznych, które zazwyczaj są obsługiwane przez znacznie droższe metale przejściowe. Wyniki, opublikowane w Nature Communications, opisują pierwszy zgłoszony przykład związku znanego jako cyklotri-alumina, trójkątnej struktury złożonej z trzech atomów aluminium połączonych ze sobą, zgodnie z badaniem. Układ molekularny wykazuje niezwykłe połączenie silnej reaktywności i stabilności w roztworze, co pozwala mu uczestniczyć w złożonych procesach chemicznych bez rozpadu. Aluminium jest jednym z najobficiej występujących pierwiastków w skorupie ziemskiej i jest dramatycznie tańsze niż metale takie jak platyna i pallad. Jednak historycznie brakowało mu elastycznego zachowania katalitycznego, które czyni metale przejściowe niezbędnymi w chemii przemysłowej. Dr Clare Bakewell, która prowadziła badania, oraz jej zespół postanowili zbadać, czy aluminium można zaprojektować tak, aby naśladowało lub nawet przewyższało te właściwości. Ich nowo stworzone trimer aluminium może łamać silne wiązania chemiczne, w tym rozdzielać dihydrogen, i może promować kontrolowane wstawianie i wzrost łańcucha etenu, kluczowego dwuwęglowego bloku budulcowego szeroko stosowanego w produkcji chemicznej. Prace te również wyprodukowały pięcio- i siedmio-członowe układy pierścieniowe aluminium-węgla, które wcześniej nie były obserwowane. Metale przejściowe od dawna opisywane są jako konie robocze katalizy, umożliwiając reakcje, które tworzą leki, tworzywa sztuczne i chemikalia specjalistyczne. Jednak wiele z tych metali jest drobnych, intensywnie szkodliwych dla środowiska w wydobyciu i często pochodzi z geopolitycznie wrażliwych regionów. Aluminium, w przeciwieństwie do tego, jest około 20 000 razy tańsze niż metale szlachetne, takie jak platyna, co czyni je atrakcyjnym kandydatem do zrównoważonej chemii. Poza prostym naśladowaniem zachowania metali przejściowych, nowa chemia aluminium wydaje się odblokowywać całkowicie nowe ścieżki reakcji. Badacze twierdzą, że wciąż są w fazie eksploracyjnej, ale wczesne wyniki sugerują, że te materiały obfite w ziemi mogą umożliwić czystsze i bardziej opłacalne wytwarzanie chemiczne. Jeśli zostaną dalej rozwinięte, ten przełom może przekształcić sposób, w jaki kluczowe reakcje przemysłowe są przeprowadzane, zastępując rzadkie metale znacznie bardziej obfitym zamiennikiem, jednocześnie rozszerzając granice chemii syntetycznej.