Contrôle précis des réactions catalytiques

Diverses réactions chimiques se produisent les unes après les autres dans les cellules, et la vie est maintenue car chaque étape de la réaction est régulée sans erreur. Récemment, une équipe de recherche coréenne a mis au point un système à double catalyseur qui peut contrôler avec précision les réactions catalytiques comme les cellules.

Une équipe de recherche de POSTECH dirigée par le professeur In Su Lee, les professeurs assistants de recherche Amit Kumar et Nitee Kumari, et l'étudiant en maîtrise Jongwon Lim (département de chimie) a mis au point un nanoréacteur qui combine des matériaux magnétiques et des catalyseurs métalliques.

Un nanoréacteur combinant deux ou plusieurs catalyseurs provoque une réaction catalytique continue pour aider à synthétiser des produits chimiques précis. Cependant, chaque étape de la synthèse est influencée par les autres en raison d'une large gamme de températures et de pressions, ce qui rend extrêmement difficile le contrôle des étapes de la réaction ou la suppression des réactions secondaires.

Pour surmonter cette difficulté, l'équipe de recherche a mis au point un nanoréacteur multimodulaire magnétique-plasmonique composé d'un noyau-coquille magnétique et d'une coquille vitrée plasmonique. Un matériau magnétique au centre du nanoréacteur et une coquille plasmonique sur le bord activent sélectivement le catalyseur sous l'influence de champs magnétiques et de rayons infrarouges proches, respectivement. Par conséquent, la plateforme peut générer sélectivement de l'énergie thermique sans appliquer de chaleur externe. De plus, le nanoréacteur ne nuit pas aux êtres vivants et ne provoque pas de réactions secondaires en minimisant l'interférence de divers catalyseurs.

En contrôlant à distance le nanoréacteur à l'aide de champs magnétiques et de rayons infrarouges, la plateforme a produit du cinnamaldéhyde à haute valeur ajoutée (environ 95 %) par une réaction continue en un seul pot à partir de précurseurs simples.

"En utilisant ce nanoréacteur, il est possible de synthétiser des médicaments complexes qui ne pouvaient pas être synthétisés à l'intérieur du corps jusqu'à présent", a expliqué le professeur In Su Lee. "En outre, cette technologie devrait être applicable au domaine de la théranostique, qui permet de diagnostiquer et de traiter les maladies en même temps."