Водная революция: Наномицеллярная технология открывает новую эру зеленой химии

Команда из Университета Райса в Хьюстоне,

Прорвался через традиционную парадигму химических процессов и разработал революционную реакционную систему на основе водных сред. В этом исследовании сферическая структура мицелл диаметром всего 5-6 нм была построена путем разработки самособирающегося металлического композитного активного агента (MECS), а его гидрофобное ядро может эффективно обернуть нерастворимые в воде реагенты для достижения точного катализа в чистой водной среде. Этот прорыв, опубликованный в Chemical Science, полностью отказывается от органических растворителей, на которые полагаются традиционные процессы, и предоставляет решения с нулевой токсичностью для фармацевтических препаратов, материаловедения и других областей.

Технологические инновации воплощены в трех измерениях: во-первых, размер мицелл можно точно контролировать до наномасштаба, регулируя длину гидрофобной цепи активного агента, тем самым значительно повышая эффективность контакта на границе раздела реакции; Во-вторых, фотокаталитическая реакция достигает выхода более 92% в водной фазе, Что эквивалентно системе токсичных растворителей. Наконец, пригодные для повторного использования характеристики мицелльной структуры позволяют перерабатывать катализатор, снижая стоимость одной реакции на 40%.

Результат вызовет промышленную химическую цепную реакцию: фармацевтическая промышленность может устранить более 95% выбросов растворителей, а процесс производства полимерных материалов, как ожидается, достигнет трансформации процесса на водной основе. Более далеко идущие последствия заключается в том, что эта концепция «нанореактора» открыла новый путь для зеленой химии-путем моделирования структуры биологической мембраны, реконструкции микросреды реакции на молекулярном уровне и обеспечения бионической парадигмы для модернизации традиционных процессов. С развитием индустриализации технологий ожидается сокращение выбросов летучих органических соединений в мировой химической промышленности на 12-15% и содействие существенной реализации целей устойчивого развития.