Tha ath-bheachdan ceimigeach a’ tachairt mun cuairt oirnn fad na h-ùine - follaiseach nuair a smaoinicheas tu air, ach cia mheud againn a nì e nuair a thòisicheas sinn càr, a bhruicheas sinn ugh, no a bheir torrachadh don lawn againn?
Tha an t-eòlaiche air cataladh ceimigeach, Richard Kong, air a bhith a’ smaoineachadh mu ath-bheachdan ceimigeach. Na obair mar “innleadair fuaime proifeasanta”, mar a chanas e fhèin, chan eil ùidh aige a-mhàin anns na h-ath-bheachdan a tha ag èirigh ann fhèin, ach cuideachd ann a bhith a’ brosnachadh ath-bheachdan ùra.
Mar Chompanach Klarman ann an Ceimigeachd agus Bith-eòlas Ceimigeach aig Colaiste nan Ealan agus nan Saidheansan, bidh Kong ag obair gus catalaichean a leasachadh a bhios a’ stiùireadh ath-bheachdan ceimigeach gu na toraidhean a tha iad ag iarraidh, a’ cruthachadh thoraidhean sàbhailte agus eadhon luach-leasaichte, a’ gabhail a-steach an fheadhainn a dh’ fhaodadh buaidh mhath a thoirt air slàinte dhaoine. Diciadain.
“Bidh àireamh mhòr de ath-bheachdan ceimigeach a’ tachairt gun chuideachadh," thuirt Kong, a’ toirt iomradh air leigeil ma sgaoil carbon dà-ogsaid nuair a bhios càraichean a’ losgadh connadh fosail. “Ach chan eil ath-bheachdan ceimigeach nas iom-fhillte agus nas iom-fhillte a’ tachairt gu fèin-ghluasadach. Seo far a bheil cataladh ceimigeach a’ tighinn a-steach don gheama.”
Dhealbhaich Kong agus a cho-obraichean catalyst gus an ath-bhualadh a bha iad ag iarraidh a stiùireadh, agus thachair e. Mar eisimpleir, faodar carbon dà-ogsaid a thionndadh gu searbhag formach, meatanól, no formaldehyde le bhith a’ taghadh an catalyst cheart agus a’ dèanamh deuchainnean leis na suidheachaidhean ath-bhualadh.
A rèir Kyle Lancaster, ollamh ceimigeachd is bith-eòlas ceimigeach (A&S) agus ollamh Kong, tha dòigh-obrach Kong a’ freagairt gu math ri dòigh-obrach “a tha air a stiùireadh le lorg” obair-lann Lancaster. “Bha am beachd aig Richard staoin a chleachdadh gus a cheimigeachd a leasachadh, rud nach robh a-riamh nam sgriobt," thuirt Lancaster. “Tha e na inneal-brosnachaidh airson tionndadh roghnach carbon dà-ogsaid gu rudeigin nas luachmhoire, agus tha carbon dà-ogsaid a’ faighinn tòrr droch chliù.”
O chionn ghoirid, lorg Kong agus a cho-obraichean siostam a dh’ fhaodas, fo chumhachan sònraichte, carbon dà-ogsaid a thionndadh gu searbhag formach.
“Ged nach eil sinn faisg air freagairteachd an latha an-diugh, tha an siostam againn furasta a rèiteachadh," thuirt Kong. “Mar sin is urrainn dhuinn tòiseachadh a’ tuigsinn nas doimhne carson a bhios cuid de chatalaichean ag obair nas luaithe na feadhainn eile, carson a tha cuid de chatalaichean nas fheàrr gu nàdarrach. Is urrainn dhuinn paramadairean nan catalaichean atharrachadh agus feuchainn ri tuigsinn dè a tha a’ toirt air na rudan sin obrachadh nas luaithe, oir mar as luaithe a bhios iad ag obair, ’s ann as fheàrr – faodaidh tu moileciuilean a chruthachadh nas luaithe.”
Mar Chompanach Klarman, tha Kong cuideachd ag obair gus naitridean, todhar cumanta a bhios a’ dol a-steach do shlighean-uisge gu puinnseanta, a thionndadh bhon àrainneachd gu rudeigin gun chron, tha e ag ràdh.
Rinn Kong deuchainnean le meatailtean cumanta talmhainn leithid alùmanum agus staoin mar chatalaichean. Tha na meatailtean saor, neo-phuinnseanta agus pailt ann an rùsg na talmhainn, agus mar sin cha bhith cùisean seasmhachd ann nuair a chleachdas iad iad, thuirt e.
“Tha sinn cuideachd a’ feuchainn ri faighinn a-mach mar a nì sinn catalysts far a bheil dà de na meatailtean seo ag eadar-obrachadh le chèile,” thuirt Kong. “Le bhith a’ cleachdadh dà mheatailt anns an fhrèam-obrach, dè an seòrsa ath-bheachdan agus ceistean inntinneach a gheibh sinn bho shiostaman dà-mheatailteach?” “ath-bhualadh ceimigeach?”
A rèir Kong, is e sgafaill an àrainneachd cheimigeach anns a bheil na meatailtean sin a’ fuireach.
Airson nan 70 bliadhna a dh’fhalbh, is e an àbhaist aon ionad meatailt a chleachdadh gus cruth-atharrachaidhean ceimigeach a choileanadh, ach anns an deich bliadhna a dh’fhalbh no mar sin, tha ceimigearan san raon air tòiseachadh a’ sgrùdadh eadar-obrachaidhean sineirgisteach eadar dà mheatailt a tha ceangailte gu ceimigeach no faisg air a chèile. , thuirt Kong, “Bheir e barrachd ìrean saorsa dhut.”
Tha na catalaichean dà-mheatailteach seo a’ toirt comas do cheimigearan catalaichean meatailt a chur còmhla a rèir an neartan agus an laigsean, tha Kong ag ràdh. Mar eisimpleir, faodaidh ionad meatailt a cheanglas gu dona ri fo-stratan ach a bhriseas ceanglaichean gu math obrachadh le ionad meatailt eile a bhriseas ceanglaichean gu dona ach a cheanglas gu math ri fo-stratan. Bidh làthaireachd an dàrna meatailt cuideachd a’ toirt buaidh air feartan a’ chiad mheatailt.
“’S urrainn dhut tòiseachadh a’ faighinn na tha sinn a’ gairm buaidh sineirgisteach eadar an dà ionad meatailt,” thuirt Kong. “Tha cuid de ath-bheachdan fìor shònraichte agus iongantach a’ tòiseachadh a’ nochdadh ann an raon catalais dà-mheatailt.”
Thuirt Kong gu bheil tòrr mì-chinnt ann fhathast mu mar a bhios meatailtean a’ ceangal ri chèile ann an cruthan moileciuil. Bha e cho toilichte le bòidhchead a’ cheimigeachd fhèin ’s a bha e leis na toraidhean. Chaidh Kong a thoirt gu obair-lann Lancaster airson an eòlais ann an speactroscopaidh X-ghath.
“’S e co-chomann a th’ ann,” thuirt Lancaster. “Chuidich speactroscopaidh ghathan-X Richard le bhith a’ tuigsinn dè bha fon chochall agus dè a rinn staoin gu sònraichte ath-ghnìomhach agus comasach air an ath-bhualadh ceimigeach seo. Tha sinn a’ faighinn buannachd bhon eòlas farsaing aige air ceimigeachd nam prìomh bhuidhnean, a tha air fosgladh ann an raon ùr.”
Tha e uile an urra ri ceimigeachd bhunasach agus rannsachadh, dòigh-obrach a tha comasach leis an Open Klarman Fellowship, thuirt Kong.
“Mar as trice is urrainn dhomh an ath-bhualadh a ruith san obair-lann no suidhe aig a’ choimpiutair a’ dèanamh atharrais air a’ mholaciul,” thuirt e. “Tha sinn a’ feuchainn ri dealbh cho coileanta ’s a ghabhas fhaighinn de ghnìomhachd cheimigeach.”