Muchas instalaciones de producción (por ejemplo, fabricantes de plástico, empresas farmacéuticas, y otros) utilizan nanocatalizadores que contienen paladio, un componente caro que no se produce de forma sostenible. Un químico de la Universidad RUDN encontró una forma de reducir el consumo de paladio y hacer que su fabricación fuera más ecológica. Desarrolló un catalizador basado en una sustancia que proviene de desechos vegetales. Usando su invento, los fabricantes podrían reducir el consumo de paladio a la mitad. Es más, Los nuevos catalizadores se pueden reutilizar varias veces sin que disminuya la eficiencia. Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Catálisis molecular .

El acoplamiento cruzado es un tipo de reacción que implica la combinación de átomos de carbono de diferentes moléculas orgánicas. Las reacciones de acoplamiento cruzado son las más difundidas en la química industrial. Se utilizan para sintetizar plásticos, drogas medicinales, y otros compuestos y representan el 17% de todas las reacciones en química médica únicamente. El componente principal del acoplamiento cruzado son las nanopartículas de paladio. El paladio es uno de los elementos más raros de la Tierra, lo que lo convierte en un catalizador muy caro. Es más, se produce principalmente en instalaciones mineras que representan una amenaza considerable para el medio ambiente. Un químico de la Universidad RUDN sugirió resolver todos estos problemas con un nuevo enfoque.

El consumo de paladio en reacciones de acoplamiento cruzado aumenta porque las partículas de catalizadores que contienen paladio tienden a unirse. Hay dos formas de detener esto. Se podrían modificar las propiedades químicas de las partículas para debilitar la reacción entre sus superficies cuando entran en contacto. Alternativamente, el metal podría mantenerse físicamente en su lugar con un marco o una rejilla. El químico de la Universidad RUDN eligió el segundo método y bloqueó las partículas metálicas en sus respectivos lugares utilizando una carcasa multicapa con un núcleo magnético.

El núcleo del nuevo nanocatalizador consiste en óxido de hierro con altas propiedades magnéticas. El revestimiento está hecho de un polímero a base de catecol. El catecol es una sustancia que se encuentra en las paredes celulares de las plantas y se produce a partir de los desechos vegetales. Ambas capas son auxiliares y no tienen actividad catalítica. Las propiedades catalíticas del compuesto provienen de nanopartículas de paladio que se incorporan a la segunda capa. El polímero fija las partículas en su lugar y evita que se unan.

La nueva estructura del catalizador requiere el doble de paladio que la anterior:1,5% del peso total de nanopartículas frente al 3-6%. Es más, después de un par de ciclos de producción, el núcleo del material nanocompuesto se puede limpiar y reutilizar. Este método no solo es bueno para el medio ambiente, sino que también es económicamente viable, ya que hará la producción de medicamentos, plástica, y otros productos más baratos.

"Hoy en día, los químicos están especialmente interesados ​​en los catalizadores ecológicos. Nuestros nanocatalizadores contienen un producto del reciclaje de residuos vegetales y, al mismo tiempo, funcionan de manera eficiente en reacciones de acoplamiento cruzado. Por lo tanto, no solo son capaces de reducir el consumo de paladio y abaratar el proceso de producción, pero también son beneficiosos para el medio ambiente. Es más, logramos mostrar la naturaleza universal de los polímeros basados ​​en catecoles de plantas. El mismo enfoque se puede utilizar cuando se trabaja con otros metales, incluido el platino, plata, u oro, o con catalizadores de otras reacciones orgánicas, "dijo Rafael Luque, Doctor., Jefe del Centro de Diseño Molecular y Síntesis de Compuestos Innovadores para Ciencias de la Medicina de la Universidad RUDN.