Ein intelligenter Katalysator für nachhaltige Chemie
Durchbruch auf dem Gebiet der Einzelatomkatalysatoren
Ein Forschungsteam am Politecnico di Milano hat einen innovativen Einzelatom-Katalysator entwickelt, der seine chemische Aktivität selektiv anpassen kann. Dies ist ein entscheidender Fortschritt für die nachhaltige Chemie und die Entwicklung effizienterer und programmierbarer industrieller Prozesse. Die Studie wurde im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.
Einatomiger Katalysator für nachhaltige chemische Syntheseanwendungen, der sich durch intelligentes und rekonfigurierbares Verhalten auszeichnet
Politecnico di Milano
Dieser Erfolg ist ein Durchbruch auf dem Gebiet der Einzelatomkatalysatoren. Zum ersten Mal haben Wissenschaftler die Möglichkeit aufgezeigt, ein Material zu entwickeln, das seine katalytische Funktion je nach chemischer Umgebung selektiv ändern kann. Dabei handelt es sich um eine Art "molekularen Schalter", der es ermöglicht, komplexe Reaktionen sauberer und effizienter durchzuführen und dabei weniger Energie zu verbrauchen als herkömmliche Verfahren.
Im Mittelpunkt der Forschung steht ein Katalysator auf Palladiumbasis in atomarer Form, der in eine speziell entwickelte organische Struktur eingekapselt ist. Diese Struktur ermöglicht es dem Material, zwischen zwei Schlüsselreaktionen in der organischen Chemie - Bioreaktion und Kohlenstoff-Kohlenstoff-Kopplung - zu "wechseln", indem es einfach die Reaktionsbedingungen ändert.
Wir haben ein System geschaffen, das die katalytische Reaktivität auf kontrollierte Weise modulieren kann und damit den Weg für intelligentere, selektivere und nachhaltigere chemische Umwandlungen ebnet", erklärt Gianvito Vilé, Dozent am Giulio-Natta-Fachbereich für Chemie, Materialien und Chemieingenieurwesen am Politecnico di Milano und Koordinator der Studie.
Der neue Katalysator zeichnet sich nicht nur durch seine Reaktionsflexibilität aus, sondern auch durch seine Stabilität, seine Wiederverwertbarkeit und seine geringeren Umweltauswirkungen. Die vom Team durchgeführten "grünen" Analysen zeigen eine erhebliche Verringerung von Abfall und gefährlichen Reagenzien.
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Originalveröffentlichung
Vitthal B. Saptal, Clara Saetta, Adriana Laufenböck, Martin Sterrer, Ik Seon Kwon, Andrea Lucotti, Matteo Tommasini, Ondřej Tomanec, Aristides Bakandritsos, Giovanni Di Liberto, Gianfranco Pacchioni, Gianvito Vilé; "An Adaptive Palladium Single-Atom Catalyst Enabling Reactivity Switching between Borylation and C–C Coupling"; Journal of the American Chemical Society, Volume 147, 2025-5-23
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