Catalyseur à partir d'eau chaude
Synthèse hydrothermale respectueuse de l'environnement d'une substance possédant à la fois des propriétés organiques et inorganiques en un seul processus
La production de substances chimiques nécessite normalement des solvants nocifs pour l'environnement. Après que le groupe de recherche de Miriam Unterlass, professeur de chimie de l'état solide à l'université de Constance, a produit pour la première fois des substances organiques sans substances nocives en les chauffant dans de l'eau chaude, les chercheurs peuvent maintenant enregistrer un autre succès : Grâce à la synthèse hydrothermique, ils ont réussi à former et à combiner conjointement des substances organiques et inorganiques dans le même récipient de réaction. Plus précisément : un solide inorganique qui renferme des molécules de colorant organique. Lorsqu'il est exposé à la lumière, qui est de loin la ressource énergétique la plus respectueuse de l'environnement, le matériau hybride fonctionne comme un catalyseur, c'est-à-dire un photocatalyseur. Comme le photocatalyseur est un solide, il peut être utilisé plusieurs fois.
D. Alonso Cerrón-Infantes
L'étude a récemment été publiée en ligne par le Journal of Materials Chemistry A. Dans l'édition imprimée suivante du journal (numéro 24, année 2022), l'étude figurera sur la page de couverture, ce qui traduit une appréciation spéciale.
La synthèse hydrothermale, c'est-à-dire la production de matériaux sous pression dans de l'eau chaude, est copiée de la nature. Dans les réservoirs souterrains d'eau chaude, par exemple, des cristaux de roche se forment lorsque les atomes dissous dans l'eau chaude réagissent entre eux, formant d'abord des molécules, puis des cristaux. De la même manière, les molécules inorganiques peuvent être produites dans la chimie de synthèse - et comme décrit dans une étude sur le procédé écologique de synthèse de substances organiques à partir de 2021 par Miriam Unterlass - également des molécules organiques sans solvants toxiques.
Une synergie des deux procédés respectueuse de l'environnement
Les résultats actuels font apparaître une synergie écologique des deux méthodes, dans laquelle le premier auteur, le Dr Hipassia Moura, chercheur postdoctoral dans l'équipe de Miriam Unterlass, joue un rôle majeur. Miriam Unterlass : "Dans notre travail, nous montrons qu'il est possible de former des substances inorganiques et organiques en même temps dans "l'eau chaude", et que quelque chose d'utile en sort."
Le fait que le matériau hybride puisse être produit entièrement sans solvants toxiques est d'autant plus remarquable que l'équipe de recherche du chimiste travaille avec des molécules de colorants qui nécessitent normalement des produits chimiques hautement toxiques pour leur synthèse. Le cœur de la nouvelle substance, qui a été créée dans de l'eau chaude, est formé de molécules de colorant qui existent sous forme de solution, tandis que le matériau qui les entoure a les propriétés d'un solide. Le résultat est un solide qui se comporte comme une solution en termes de propriétés optiques.
Catalyseur réutilisable
Les colorants en solution ont des propriétés très spécifiques. Les molécules de colorant utilisées par l'équipe de recherche de Miriam Unterlass sont capables d'absorber la lumière et donc de catalyser des réactions. Ce processus est similaire à la photosynthèse chez les plantes, où ce sont également les pigments qui absorbent la lumière nécessaire à la photosynthèse. Contrairement à une solution qui doit être éliminée après usage, le matériau hybride présente l'avantage supplémentaire de pouvoir être utilisé encore et encore comme catalyseur, car il est comme un solide à l'extérieur.
L'équipe de recherche vise spécifiquement les petites molécules organiques qui jouent un rôle dans les produits pharmaceutiques. En principe, toutefois, la méthode est applicable à diverses réactions chimiques et donc à la production d'innombrables produits synthétiques. Et si l'eau doit encore être chauffée pour la synthèse du matériau hybride, seule l'énergie lumineuse est nécessaire pour l'effet catalytique. "La lumière est la meilleure ressource dont nous disposons. La lumière ne peut pas être épuisée", déclare Miriam Unterlass.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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