Anasayfa » Sektörler » Nanoteknoloji » Kimyasal Reaksiyonlar Artık Renk Değişimlerine Göre İzlenilebilir!

Kimyasal Reaksiyonlar Artık Renk Değişimlerine Göre İzlenilebilir!

Hemen hemen hepimiz lise yada üniversite yıllarında tamamladığımız asit-baz reaksiyonları ile ilgili deneylerden asit ve bazın farklı ayraçlarda farklı renkler gösterdiğini biliyoruz. Peki oluşan reaksiyon asit veya baz içermeyen bir çözelti ise kimyasal reaksiyonlar nasıl izleniliyor?

Genellikle moleküller arasında oluşan kimyasal reaksiyonlar renksiz ve şeffaf bir sütlü süspansiyona benzemektedir. Bir reaksiyon olup olmadığını anlamak için öncelikle çok adımlı bir saflaştırma sürecini tamamlayıp daha sonrada kapsamlı analizler yapılması gerekmektedir. Bu durumu daha pratik daha izlenilebilir kılmak isteyen Syracuse Üniversitesi’ndeki kimyagerler tarafından yeni ve inovatif bir nano-malzeme araştırması başlatılmıştır. Buradaki asıl amaç kimyasal reaksiyonları görselleştirmek ve tam zamanlı olarak izleyebilmektir.

Bu konu için çalışan Maye Araştırma Grubu üyeleri, bir kimyasal reaksiyon sırasında iyonlar ve diğer küçük moleküller ile etkileşime geçtiğinde renk değiştiren bir nano-parçacık tasarladılar. Bu şekilde, kimyasal reaksiyonlar nitel olarak çıplak gözle ve nicel olarak basit enstrümantasyonla izlenebilir hale geldi. Yapılan araştırmalarda bir reaksiyonun neden ve ne kadar hızlı gerçekleştiğini anlamaya çalışırken (eğer bir reaksiyon varsa), reaksiyonun yan ürünleriyle reaksiyona gire bu nano-parçacık reaksiyonlar gerçekleştiğinde, ışığı farklı bir renkte yansıtarak, reaksiyon kinetiklerinin çok pahalı olan spektrometre cihazları yerine gözle ölçülmesine izin veriyor.

Bu çalışmanın merkezinde perovskit adı verilen yeni bir nano-malzeme sınıfı yer almaktadır. Perovskit genellikle metal iyonları ve oksijenden oluşan resimdeki gibi bir yapıya sahip olan bir kristal sınıfıdır. Resimde gösterilen ‘X’ genellikle oksijen yada Klor,Brom,İyot gibi bir anyondur. ‘A’ ise Kalsiyum,Potasyum, Sodyum, Kurşun ve Stronsiyum gibi elementlerden biri olabilir. ‘B’ altı koordinasyonlu bir metal katyonuna karşılık gelir. Perovskitler nano boyutlarda foto-lüminesan, yani bir lazer veya lamba ya maruz kaldıklarında ışık yayabilen özelliğe sahip bir gruptur. Yayınladığı ışık renkleri iyon konsantrasyonlarıyla ilişkili olduğu için perovskitler nanomalzemeler arasında benzersiz bir yer almaktadırlar.

Bu nanoparçacık ile ilgili çalışma organohalidler adı verilen moleküllerin organik reaksiyonlarını içeren çok basit bir sistemle çalışılarak başlanmıştır. Bu moleküller reaksiyona girdiğinde, çoğunlukla bir eliminasyon reaksiyonu olarak bilinen karbon-karbon çift bağını oluşturduklarında halojen serbest bırakılır. Buradaki halojen Brom, Klor veya İyot iyonlarından biri olabilir. Bu şekilde kimyasal reaksiyonlarda, yalnızca ultraviyole ışıklı ampul veya ucuz bir floresan lamba ile izlenilerek çok hassas kimyasal kinetikler ölçülebiliyor.
Araştırma grubunun teknolojisi patent aldıktan sonra belki de gelecekte her kimyager reaksiyonları izlemek için perovskit kullanarak bir çok çalışma daha kısa sürede sonlanacaktır. Ayrıca perovskit nano-parçacıklarının endüstri ve akademik alanda sadece kimyasal reaksiyonlarda değil aynı zamanda güneş pillerinde, ışık yayan diyotlarda, lazerlerde ve foto detektörlerde kullanılabileceği düşünülüyor.

Kaynaklar:

Syracuse University. (2016, May 18). “Chemists add color to chemical reactions: Researchers have come up with an innovative new way to visualize, monitor chemical reactions in real time.” ScienceDaily.

Retrieved May 10, 2017 from www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160518120242.htm

 

Send this to friend