Sunday, October 21, 2012

Catalizadores mejorando

Los catalizadores industriales se dividen en dos tipos principales - heterogéneas, en el que el catalizador está en una fase diferente de los reactivos, y homogéneo, en el que el catalizador y los reactivos están en la misma fase. Los investigadores del Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) 's Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) han combinado las mejores características de ambos tipos de catalizadores industriales mediante la encapsulación de nanoclusters de un catalizador metálico heterogéneo dentro de los brazos ramificados de las moléculas conocidas como dendrímeros.Los resultados se heterogenizados nanocatalizadores homogéneos que sean sostenibles y presentan una alta reactividad y selectividad. Además, estos nanocristales homogéneos heterogenizados son prometedores para la reducción de la brecha entre los catalizadores industriales, los cuales llevan a cabo reacciones simples, y un tercer tipo de catalizador, las proteínas conocidas como enzimas, que la naturaleza utiliza para llevar a cabo las complejas reacciones de la bioquímica. Los catalizadores se utilizan para iniciar prácticamente todos los procesos de fabricación industrial que implica la química. Catalizadores de metales han sido los caballos de batalla tradicionales, pero en años recientes los nano-catalizadores han aumentado en importancia."A partir de nuestro trabajo, se ha hecho cada vez más claro que, a nivel molecular, todos los catalizadores heterogéneos -, homogénea y enzimas - funcionan de la misma forma ", dice Somorjai. "Ahora hemos demostrado que el trabajo con nanoclusters metálicos, la misma química que se puede hacer con catalizadores homogéneos o heterogéneos."el proposito es genar redes de catalizadores que sean capaces de realizar reacciones complejas.La clave para el éxito de esta última investigación era la encapsulación de las nanopartículas de metal dentro de los dendrímeros. Somorjai, Toste y sus co-autores utilizaron nanoclusters oro y poliamidoamina (PAMAM), una clase común de los dendrímeros adecuados para numerosas aplicaciones en los materiales y la biotecnología. Se probó con éxito su dendrímero-catalizador encapsulado en ciclopropano, una biomolécula ampliamente utilizada en las industrias farmacéutica y química, y típicamente formada a través de la catálisis homogénea.Dado que los sistemas de flujo se utilizan ampliamente en la química industrial, el concepto de sustitución de los catalizadores homogéneos con catalizadores heterogéneos dendrímero-encapsulada cuyo producto se puede controlar la selectividad debe ser una alternativa popular."Los catalizadores altamente selectivos, especialmente aquellos que se pueden reciclar fácilmente, son vitales para el desarrollo de procesos químicos sostenibles", dice Gross. "En el futuro, con nuestra técnica debería ser posible combinar los catalizadores heterogéneos y homogéneos para obtener productos específicos con una selectividad muy alta."

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