Un team di chimici dell'Istituto croato Ruđer Bošković (RBI) ha descritto un nuovo, metodo di facile utilizzo per il monitoraggio ininterrotto delle reazioni meccanochimiche. Queste reazioni sono condotte in dispositivi di fresatura chiusi, quindi per monitorare la reazione bisogna aprire il recipiente di reazione, interferendo così con il processo. Il nuovo metodo utilizza la spettroscopia Raman per ottenere informazioni più approfondite sulle reazioni di fresatura allo stato solido, senza la consueta interruzione del processo di reazione chimica.

La sintesi meccanochimica mediante macinazione è oggi utilizzata per preparare tutte le classi di composti e materiali. È un semplice, alternativa veloce e più rispettosa dell'ambiente alla classica soluzione di sintesi, che riduce notevolmente l'uso di solventi e la produzione di rifiuti perché le reazioni avvengono allo stato solido senza solventi e sono guidate dall'apporto di energia meccanica.

Però, per portare energia meccanica nel sistema, i solidi sono posti in recipienti di reazione fatti di vari metalli come acciaio, oltre alla plastica trasparente. I mulini a sfere vengono quindi aggiunti con i solidi, e le navi del mulino vengono quindi posizionate su mulini specializzati dove oscillano ad alte frequenze.

''Sebbene la sintesi meccanochimica per molitura stia diventando sempre più popolare e diffusa, il modo in cui avvengono le reazioni in tali recipienti di reazione chiusi ci rende impossibile monitorare i processi chimici e fisici. Vale a dire, nel passato, la reazione chimica è stata spesso monitorata interrompendo la macinazione e aprendo il recipiente di reazione, e quindi prelevare una piccola parte del campione dal recipiente per l'analisi. Però, fermare la macinazione non significa necessariamente che questa reazione chimica sia completa, il che significa che monitorare i processi chimici in questo modo non sempre dà buoni risultati, '' spiega il dott. Stipe Lukin del gruppo di ricerca croato.

Affinché gli scienziati possano capire come e perché una particolare reazione si verifica allo stato solido, era necessario escogitare un modo per monitorare con successo questi processi durante la fresatura, senza la necessità di interrompere l'esperimento.

È stato questo gruppo di chimici dell'Istituto croato a sviluppare un metodo per il monitoraggio istantaneo di successo delle reazioni meccanochimiche, come la diffrazione di raggi X di sincrotrone su un campione di polvere o tecniche di laboratorio di spettroscopia Raman.

In questo documento, Dott. Stipe Lukin, ei suoi colleghi Dr. Ivan Halasz e Dr. Krunoslav Uarević hanno descritto in dettaglio il metodo basato sulla spettroscopia Raman che hanno sviluppato presso l'Istituto.

''Il nostro metodo di spettroscopia Raman utilizza un laser che passa attraverso un recipiente di reazione di plastica trasparente durante la reazione permettendoci di raccogliere dati spettroscopici. Con questo metodo possiamo monitorare la formazione e la scomparsa di vari legami chimici, e identificare i prodotti di nuova formazione durante la reazione. In questo modo, possiamo ottenere informazioni più approfondite sui meccanismi di reazione e scoprire perché e come avvengono le reazioni, '' ha spiegato il Dr. Lukin e ha inoltre affermato che sebbene la spettroscopia Raman fosse una tecnica essenziale delle tecnologie analitiche di processo utilizzate nell'industria chimica e biofarmaceutica per il monitoraggio ininterrotto dei processi di produzione, non si è ancora avvicinato alla realizzazione del suo pieno potenziale.

Il Dr. Lukin ritiene che la pubblicazione di questo documento sia importante, perché potrebbe consentire l'implementazione di questo metodo in altri laboratori in tutto il mondo.

Ciò potrebbe eventualmente comportare l'espansione dei risultati che trattano gli aspetti meccanicistici delle reazioni meccanochimiche, ha concluso il dottor Lukin.