프로판을 프로필렌으로 바꾸는 원자 수준 알고리즘 ^{CEFR B1}

로체스터 대학교 연구진은 프로판이 프로필렌으로 전환될 때 일어나는 원자 수준의 특징을 식별하는 알고리즘을 개발하고 이를 Journal of the American Chemical Society에 발표했다. 프로필렌은 플라스틱 제품의 출발 물질로 널리 쓰이므로 반응 이해는 산업적 의미가 크다. 2021년의 연구는 나노촉매를 이어 붙여 여러 공정 단계를 한 번에 결합하는 방법이 수율을 높이고 비용을 줄일 수 있음을 보여주었다.

연구진은 금속상과 산화물상처럼 서로 다른 물질 상태가 반응을 더 복잡하게 만든다고 설명했다. 가능한 원자 배열이 매우 많아 계산 스크리닝으로 후보를 줄인 뒤 알고리즘으로 중요한 원자 구조를 선별했다. 화학 및 지속가능성공학과의 조교수 Siddharth Deshpande는 이런 알고리즘적 접근이 여러 가능성을 쉽게 판단하도록 도와준다고 말했다.

Deshpande와 박사과정 학생 Snehitha Srirangam은 산화물이 결함 있는 금속 부위 주위에 선택적으로 성장하는 예기치 않은 결과를 발견했다. 산화물은 화학적 조성이 바뀔 수 있어도 결함 있는 금속 부위와 연관된 상태를 유지하며 기능을 계속했다. 연구팀은 이 통찰이 메탄올 합성 같은 다른 산업용 반응을 설명하는 데도 도움이 될 수 있다고 밝혔다.