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      機(jī)械力是開始化學(xué)反應(yīng)的新方法
      
			
      
				2019-12-20 10:45:01
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      研究人員表明，機(jī)械力可以啟動(dòng)化學(xué)反應(yīng)，使其比常規(guī)方法更便宜，更廣泛應(yīng)用且對環(huán)境更友好。
      

      通常，通過加熱反應(yīng)混合物來促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)。在過去的十年中，對“光氧化還原催化劑”進(jìn)行了廣泛的研究，該光還原催化劑可以被可見光激活并實(shí)現(xiàn)高度特異性和高效的化學(xué)反應(yīng)。但是，這些反應(yīng)通常需要大量有害的有機(jī)溶劑，使其僅適用于可溶性反應(yīng)物。
      

      機(jī)械力是開始化學(xué)反應(yīng)的新方法
      

      壓電材料(例如鈦酸鋇)在受到機(jī)械壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電勢，這就是為什么將它們用于麥克風(fēng)和打火機(jī)的原因。在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的最新研究中，北海道大學(xué)化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)與發(fā)現(xiàn)研究所(WPI-ICReDD)的Hajime Ito和久保田晃二(Koji Kubota)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組證明，該電勢也可用于激活化學(xué)反應(yīng)。“在我們的系統(tǒng)中，我們利用球磨機(jī)提供的機(jī)械力激活壓電材料進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，久保田晃司說。他們將其稱為機(jī)械氧化還原反應(yīng)，而不是光氧化還原反應(yīng)。
      

      研究小組證明，壓電材料(BaTiO3)產(chǎn)生的電勢會(huì)激活一種稱為芳基重氮鹽的化合物，從而產(chǎn)生高反應(yīng)性自由基。自由基可以高效地經(jīng)歷鍵形成反應(yīng)，例如芳基化和硼化反應(yīng)(兩者在合成化學(xué)中都很重要)。研究小組還表明，用錘子敲打塑料袋中的混合物可以發(fā)生硼化反應(yīng)。
      

      久保田康治說：“這是利用機(jī)械感應(yīng)的壓電進(jìn)行芳基化和硼化反應(yīng)的第一個(gè)例子。” “我們使用球磨機(jī)的無溶劑系統(tǒng)使我們能夠消除有機(jī)溶劑，使反應(yīng)更易于操作，更環(huán)保，甚至適用于無法溶解在反應(yīng)溶劑中的反應(yīng)物。” 他們還可以回收鈦酸鋇，并且比光氧化還原反應(yīng)獲得更好的產(chǎn)率，甚至可以進(jìn)一步提高這種方法的吸引力。
      

      Hajime Ito說：“我們現(xiàn)在正在探索機(jī)械產(chǎn)生的電勢的可調(diào)性。與計(jì)算預(yù)測一起，我們旨在擴(kuò)展該技術(shù)的適用性。” “我們的目標(biāo)是補(bǔ)充或至少部分替代現(xiàn)有的光氧化還原方法，并提供一種可用于工業(yè)有機(jī)合成的環(huán)保且經(jīng)濟(jì)高效的替代品。”
      
			

			
        
      
			
      
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