Wissenschaftler an der University of Rochester entwickelten Algorithmen, die auf atomarer Ebene erklären, wie nanoskalige Katalysatoren Propan in Propylen verwandeln. Propylen dient als Ausgangsstoff für viele Produkte, darunter Kunststoff-Quetschflaschen und Gartenmöbel. Bereits 2021 zeigte eine Studie in Science, dass tandemartige nanoskalige Katalysatoren mehrere Verfahrensschritte zu einer einzigen Reaktion verbinden können, was Ertrag und Kosten verbessert. Bislang war unklar, wie dieser Effekt auf atomarer Ebene zustande kommt.
Die neue Arbeit in der Journal of the American Chemical Society beschreibt, wie die Forschenden mit Algorithmen atomare Merkmale identifizieren, die die komplexe Chemie steuern. Sie untersuchten Reaktionen, die durch unterschiedliche Materialzustände kompliziert werden, etwa metallische und Oxidphasen, und nutzten computergestützte Auswertungen zur Filterung relevanter atomarer Anordnungen. Siddharth Deshpande und seine Doktorandin Snehitha Srirangam fanden, dass das Oxid sich selektiv um defekte Metallstellen aufbaut.
Dieses selektive Wachstum trägt laut den Forschenden zur Stabilität des Katalysators bei, und das Oxid bleibt trotz unterschiedlicher Zusammensetzung mit den defekten Stellen verbunden. Die Autoren nennen die Methanolsynthese als Beispiel, wo der Ansatz helfen könnte, die zugrundeliegenden Mechanismen zu erklären. Firmen könnten die Ergebnisse nutzen, um effizientere Herstellungswege zu finden und sich vom Trial-and-Error-Ansatz zu entfernen.
Schwierige Wörter
- Algorithmus — Ein Verfahren zur Problemlösung oder Berechnung.Algorithmen
- Katalysator — Eine Substanz, die chemische Reaktionen beschleunigt.Katalysatoren
- Umwandlung — Änderung von einem Zustand in einen anderen.
- Prozess — Eine Serie von Schritten oder Aktionen.
- effizient — Wenig Aufwand für viel Erfolg oder Ergebnis.effizienter
- Stabilität — Zustand, sicher und nicht leicht veränderbar zu sein.
Tipp: Fahre über markierte Wörter oder tippe darauf, um kurze Definitionen zu sehen – während du liest oder zuhörst.
Diskussionsfragen
- Welche anderen chemischen Prozesse würden von solchen Forschungen profitieren?
- Wie können Unternehmen von effizienteren Produktionsmethoden profitieren?
- Was denken Sie über die Verwendung von Algorithmen in der Chemie?
Verwandte Artikel
Bonobo spielt mit vorgestellten Gegenständen
Forscher berichten in Science über drei kontrollierte Experimente mit dem enkulturierten Bonobo Kanzi. Die Tests zeigen, dass Kanzi vorgestellte Objekte versteht, und deuten darauf hin, dass diese Fähigkeit 6–9 Millionen Jahre zurückreichen könnte.
Studie: Soziale Medien fördern illegalen Buschfleischhandel
Eine Studie in One Health warnt, dass Facebook und andere Dienste den illegalen Verkauf von Buschfleisch in Westafrika unterstützen. Das kann die Artenvielfalt bedrohen und das Risiko von Krankheiten zwischen Tieren und Menschen erhöhen.
NeuroBridge: KI hilft, autistische Kommunikation zu verstehen
Forscher der Tufts University entwickelten NeuroBridge, ein KI-Werkzeug, das nicht-autistischen Menschen helfen soll, die Kommunikation autistischer Menschen besser zu verstehen. Das Tool zeigt Gesprächsszenarien mit drei Antwortoptionen und erhielt in Tests positives Feedback.
