(Phys.org) —Inspirado por cómo funcionan las enzimas en los procesos biológicos de la naturaleza, Los investigadores han demostrado una forma de mejorar el control de los catalizadores sintéticos, según un artículo en coautoría de un químico computacional de la Universidad de Alabama que se publicó en un número reciente en línea de la revista Nanotecnología de la naturaleza .

"Este trabajo es un ejemplo interesante de cómo estamos aprendiendo a mejorar el control de las reacciones químicas a nivel de un solo átomo, "dijo el Dr. David Dixon, la Cátedra Robert Ramsay de Química en la Universidad de Alabama.

Los catalizadores aceleran las reacciones químicas para que sean más rápidas y consuman menos energía. Las estimaciones indican que el impacto económico del procesamiento catalítico, incluida la reducción de la contaminación, es de $ 10 billones anuales, Dijo Dixon.

El investigador de la UA citó la mejora de la conversión de biomasa, generalmente materiales de origen vegetal, en combustibles para el transporte como un ejemplo de cómo el diseño de catalizadores más eficientes podría beneficiar a la sociedad.

El papel, titulado "Reconocimiento molecular selectivo por entornos a nanoescala en un catalizador de racimo de iridio soportado, "se publicó en la edición en línea de la revista el 20 de abril.

En la investigación, patrocinado por el Departamento de Energía de EE. UU., Los científicos demostraron cómo cambiar el enlace molecular, la interacción que mantiene unidos los conjuntos de átomos, de encendido y apagado a voluntad en lugares específicos dentro del catalizador. El descubrimiento, los investigadores dijeron, tiene implicaciones potencialmente profundas para las conversiones químicas que involucran catalizadores metálicos.

El equipo de investigación incluyó a los Dres. Alex Katz, de la Universidad de California, Berkeley, y Bruce Gates, de la Universidad de California, Davis. Shengjie Zhang, uno de los estudiantes de posgrado de Dixon, desempeñó un papel de liderazgo en el esfuerzo computacional del artículo, y el Dr. Alexander Okrut del laboratorio de Katz dirigieron el esfuerzo experimental.

"Esto nos ayudará a diseñar mejores catalizadores que utilicen menos energía y produzcan productos valiosos con subproductos menos derrochadores, "Dijo Dixon.

"En enzimas, catalizadores de la naturaleza, el cambio de reactividad del sitio genera conversiones fructíferas y excluye a otras por completo, "Katz dijo." Tal cambio en un sitio de metal activo permite que las enzimas funcionen en el agua, por ejemplo, entre muchas otras hazañas que incluyen ser los catalizadores más rápidos y selectivos del mundo, que se utilizan para sustentar la vida. Ahora, también podemos lograr cambios similares en catalizadores artificiales ".

"Esto ofrece, "Gates agregó, "la promesa de procesos industriales catalizados más ecológicos y económicos, haciendo lo que la naturaleza hace tan bien, excepto que ahora se hace esto en sistemas creados por el hombre ".