Muchos procesos químicos dependen de catalizadores para facilitar reacciones que de otro modo procederían muy lentamente, o nada. Un procedimiento innovador para representar visualmente la estructura de los catalizadores mediante un diseño asistido por computadora, desarrollado en KAUST, está ayudando a los investigadores a construir mejores catalizadores.

El software genera mapas estéricos topográficos y ha sido desarrollado por el grupo de investigación de Luigi Cavallo en el Centro de Investigación de Catálisis KAUST. El código fuente requerido ahora está disponible gratuitamente en línea.

Científicos de 65 países ya han utilizado la aplicación web interconectada, informa la becaria postdoctoral Laura Falivene, ya menudo recurren a los investigadores de KAUST para obtener más información. El equipo ha publicado ahora un artículo en perspectiva que explica en detalle la creación y el uso de los mapas estericos topográficos.

"El poder de la visualización es de gran valor en química, donde se dedica mucho tiempo a imaginar cosas que no podemos ver, "Dice Falivene.

Cada mapa utiliza codificación de colores para transmitir la geometría tridimensional de los grupos químicos que forman el corazón funcional de un catalizador, conocido como el bolsillo catalítico (ver imágenes). Los datos para construir un mapa pueden provenir de varias técnicas, como la cristalografía de rayos X y los cálculos de mecánica cuántica, que indican la identidad y posición de cada átomo en el bolsillo catalítico.

Esto ayuda a los investigadores a comprender mejor cómo funcionan los catalizadores conocidos, al mismo tiempo que guía la exploración de modificaciones químicas que podrían ajustar las estructuras para hacer mejores catalizadores.

"Estamos construyendo un puente importante entre los enfoques experimental y computacional, Falivene explica. Añade que la creciente popularidad de los mapas estéricos topográficos ayuda a otros químicos a apreciar la importancia del trabajo realizado por químicos teóricos como ella.

"El uso de mapas explica la importancia de combinar enfoques experimentales y teóricos mejor de lo que mis palabras han podido hacer, ", observa." Se pueden utilizar con cualquier clase de catalizadores, de la reactividad promovida por moléculas orgánicas simples, al promovido por los complejos de metales de transición, y grandes metaloenzimas, donde un metal se aloja dentro de una proteína ”. Las metaloenzimas catalizan algunas de las reacciones más cruciales de la vida.

El trabajo en KAUST continúa mejorando el método, incluido el desarrollo de enfoques de aprendizaje automático para detectar rápidamente el potencial de posibles nuevos catalizadores.

"Este artículo en perspectiva es importante porque declara oficialmente la validez y el valor del tema, "dice Falivene. Lo describe como un nuevo punto de partida que reúne a los primeros logros menos formales para promover un uso más amplio y un mayor desarrollo de los mapas.