(Phys.org) — Ispirato dal modo in cui gli enzimi lavorano nei processi biologici della natura, ricercatori hanno dimostrato un modo per migliorare il controllo dei catalizzatori sintetici, secondo un articolo co-autore di un chimico computazionale dell'Università dell'Alabama che è stato pubblicato in un recente numero online della rivista Nanotecnologia della natura .

"Questo lavoro è un esempio entusiasmante di come stiamo imparando a migliorare il controllo delle reazioni chimiche a livello di un singolo atomo, " ha detto il dottor David Dixon, la cattedra di chimica Robert Ramsay presso l'Università dell'Alabama.

I catalizzatori accelerano le reazioni chimiche in modo che vadano più veloci e utilizzino meno energia. Le stime indicano che l'impatto economico del trattamento catalitico, compresa la riduzione dell'inquinamento, è di $ 10 trilioni all'anno, disse Dixon.

Il ricercatore dell'UA ha citato il miglioramento della conversione della biomassa, in genere materiali di origine vegetale, in combustibili per il trasporto come esempio di come la progettazione di catalizzatori più efficienti potrebbe avvantaggiare la società.

La carta, intitolato "Riconoscimento molecolare selettivo da ambienti su scala nanometrica in un catalizzatore a cluster di iridio supportato, " è stato pubblicato nell'edizione online della rivista il 20 aprile.

Nella ricerca, sponsorizzato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, gli scienziati hanno mostrato come attivare e disattivare il legame molecolare, l'interazione che tiene insieme gli assemblaggi di atomi, in punti specifici all'interno del catalizzatore. La scoperta, ricercatori hanno detto, ha implicazioni potenzialmente profonde per le conversioni chimiche che coinvolgono catalizzatori metallici.

Il team di ricerca includeva i dott. Alex Katz, dell'Università della California, Berkeley, e Bruce Gates, dell'Università della California, Davis. Shengjie Zhang, uno degli studenti laureati di Dixon, svolto un ruolo di primo piano nello sforzo computazionale dell'articolo, e il Dr. Alexander Okrut del laboratorio Katz ha guidato lo sforzo sperimentale.

"Questo ci aiuterà a progettare catalizzatori migliori che utilizzano meno energia e producono prodotti di valore con sottoprodotti meno dispendiosi, "disse Dixon.

"Negli enzimi, catalizzatori della natura, il cambio di reattività del sito guida conversioni fruttuose escludendone completamente altri, " ha detto Katz. "Tale passaggio in un sito di metallo attivo consente agli enzimi di funzionare nell'acqua, Per esempio, tra molte altre imprese che includono l'essere i catalizzatori più veloci e selettivi del mondo, che servono a sostenere la vita. Ora, siamo in grado di ottenere una commutazione simile anche nei catalizzatori artificiali".

"Questo offre, "Gate ha aggiunto, "la promessa di processi industriali catalizzati più verdi ed economici - facendo ciò che la natura fa così bene, tranne che ora farlo in sistemi creati dall'uomo."