Один из катализаторов, которые исследователи использовали таким образом, играет важную роль в синтезе фармацевтического агента, который мог только использоваться ранее в расторгнутой форме, делая производственный процесс очень сложным и дорогим. Остановка этого катализатора на ткани значительно упрощает производство.
Этот процесс, как могут ожидать, приведет к подобным преимуществам для других химических процессов.Функциональный текстиль обычно понимается, поскольку текстиль раньше делал ветронепроницаемые куртки, воздухопроницаемую обувь и особенно эффективное тепловое нижнее белье.
Однако термин мог скоро отнестись к чему-то еще – текстиль, который является «functionalised» с помощью органических катализаторов. Работание в сотрудничестве с учеными из Deutsches Textilforschungszentrum в Крефельде и Университета Сонгюнгван в Сувоне, Корея, исследователях в мехе Макса-Планка-Института Kohlenforschung в Мюльхайме der Ruhr развивало процесс для остановки различных органических катализаторов на текстиле с помощью ультрафиолетового света. Ткань, таким образом, действует как поддержка веществ, на которых происходит химическая реакция.
До сих пор наука сосредоточилась больше на макроскопической функциональности текстиля, например одежды, объясняет доктор Цзи-Вун Ли, который недавно закончил его докторскую степень в мехе Макса-Планка-Института Kohlenforschung под наблюдением профессора Бенджамина Листа, главы Homogenous Catalysis Group Института. «В противоположность этому наш метод может дать простому текстилю микроскопические функциональности», объясняет корейский ученый. Вместе с его коллегами доктор Ли вооружил части нейлона с катализаторами.
Последний может быть предположен как химические инструменты, которые выполняют различные задачи во время химических реакций.Превосходные урожаи, мало износаДля их тестов находящиеся в Muhlheim исследователи использовали три органических катализатора: основа (dimethylaminopyridine, DMAP), sulfonic кислота и катализатор, который функционирует и как кислоту и как основу. Последний используется в фармацевтической промышленности, чтобы регулировать реакцию на один из двух продуктов, которые химически абсолютно идентичны.
У двух форм есть структуры зеркального отображения, как левая и правая рука, но только один вариант имеет желаемый медицинский эффект. До сих пор катализатор, который производит этот вариант, мог только использоваться в расторгнутой форме и затем должен был быть отделен снова. Сложный процесс разделения мог избегаться использования катализатор, остановленный на ткани.
Чтобы приложить катализаторы к нейлоновым волокнам, химики осветили ткань, к которой катализатор был применен с Ультрафиолетовым светом в течение пяти минут – но больше, поскольку это будет препятствовать деятельности катализатора и его иммобилизации на нейлоне. Сопоставимый процесс не существовал до сих пор.Катализаторы, которые были практически вплетены в ткань, показали все особенности, которые химики ожидают от такой системы: результат химических реакций, которые ученые предприняли с загруженными катализатором нейлоновыми полосами, впечатляющий.
Все три катализатора преобразовали приблизительно 90 процентов исходных материалов к желаемым продуктам. И катализатор, который используется в фармацевтической промышленности и только производит один из двух молекул зеркального отображения, достиг показателя успешности более чем 95 процентов, не показывая главных признаков износа. Цзи-Вун Ли выполнил несколько сотен испытаний и заметил, что катализаторы оставили мало своей функциональности.
Большая поверхность делает химические реакции более эффективнымиПо сравнению с другими способами остановить катализаторы, «у organotextile катализа» есть несколько преимуществ: в частности, это предоставляет реактивам большую поверхность, чем другие поддержки, например пластмассовые сферы или фольга – чем больше поверхность, тем более эффективно реакция продолжается. Кроме того, нейлон гибок и очень недорог. Сухой текстиль, загруженный катализаторами, легко транспортировать, что означает, что более просто ответить требованиям для некоторых химических процессов, где практически невозможно настроить сложные химические системы.
Например, organotextile катализ мог помочь в обработке воды в местоположениях, где люди отключены от водоснабжения.«Наш метод позволяет недорогое производство долгосрочного functionalised текстиля, не вызывая загрязнения», говорит Цзи-Вун Ли.
Он полностью убежден, что процесс может быть применен в нескольких научных областях – и производственные процессы. «В дополнение к химии они могли включать биологию, материаловедение и фармацевтику».