A mechanokémia ereje a szénhidrátkémiai átalakításokban = The power of mechanochemistry in the chemical transformation of carbohydrates

Jicsinszky, László and Cravotto, Giancarlo (2024) A mechanokémia ereje a szénhidrátkémiai átalakításokban = The power of mechanochemistry in the chemical transformation of carbohydrates. MAGYAR KÉMIAI FOLYÓIRAT, 130 (3-4). pp. 142-154. ISSN 14189933

Preview

Text mkf-2024-03-04_04.pdf - Published Version Download (543kB) | Preview

Abstract

A mechanokémia alapvetően azt a jelenséget használja ki, hogy a mechanikai erők, például az őrlés, ütközés, összeomlás vagy súrlódás hogyan befolyásolják az anyagok kémiai viselkedését. A mechanokémiai átalakítások hasznosítása nem új jelenség, és az sem új, hogy a mechanikai erők kémiai átalakításra használhatók. Azonban a meghatározott célú kémiai kötések kialakítása vagy elbontása csak az anyagtudományok elmúlt mintegy 150-200 éves fejlődésének eredménye. Nyilvánvalóan az őskori embernek nem sok fogalma volt a folyamatokról, amikor felfedezte, hogy kövek egymáshoz ütésével vagy bizonyos anyagok egymáson történő megfelelő sebességű mozgatásával kémiai re[1]akciót kiváltva tüzet képes létrehozni. Vegyünk egy másik hétköznapi és évezredek óta alkalmazott példát: a vajkészítést. A vajkészítés során a mechanikai munka (köpülés, dörzsölés, keverés) révén kémiai változások indulnak be. Ezek a változások alapvető fontosságúak a vaj elkészítéséhez és a végső termék minőségét meghatározzák. A mechanokémia tehát nemcsak a nagyüzemi iparban, hanem a konyhában is jelen van, és számos élelmiszer előállításában játszik fontos szerepet. | In recent decades, green chemistry and the rise of new, cheaper devices have focused on chemical transformations initiated by physical stress. Humans have, for millennia, harnessed mechanochemical phenomena in processes like grinding and forging without a complete understanding of their chemical aspects. The field of mechanochemistry, devoted to elucidating these processes, has emerged much more recently. Mechanochemical transformations occur as a result of mixed physical effects. Although not all physical phenomena are suitable for chemical transformation, many chemical transformations caused by physical stress are rarely unavoidable. Although cavitation (the tiny implosion of microbubbles) has been a harmful phenomenon for a long time, it has recently been found suitable in chemical transformations. Cavitation can be induced not only by fluid flow but also by ultrasound or laser light. In this review, we provide a brief overview of the historical development and everyday role of the field of mechanochemistry. We present the theoretical background of the change of chemical bonds under physical impact, which sheds light on the limitations of simulations of mechanochemical transformations from the point of view of theoretical chemistry, reaction kinetics and reaction mechanisms. Complex instrumentation is not necessarily required for mechanochemical transformations because the limitations of liquid and solid phase reactions and the most commonly used devices demonstrate that simpler alternatives exist. Many mechanochemical transformations occur in a hidden way due to physical forces. Mechanochemical syntheses are generally well-scalable or convertible into continuous production, and these properties of the mechanochemical transformations can significantly reduce development and production costs.

Actions (login required)

Edit Item