Piloter les réactions avec la lumière - et sans solvants
Photochimie : le mouvement correct facilite les réactions induites par la lumière sans utiliser de solvants nocifs pour l'environnement
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La lumière est une source d'énergie respectueuse de l'environnement pour les réactions chimiques. Cependant, de grandes quantités de solvants nocifs sont nécessaires pour que la lumière, en raison de sa faible profondeur de pénétration, atteigne les zones où elle est nécessaire. Carolina Spula n'utilise pas de solvants. En tant que doctorante travaillant avec le professeur Lars Borchardt à la chaire de chimie inorganique I de l'université de la Ruhr à Bochum, elle se concentre sur le mouvement et les réactions photochimiques à sec sur les solides.
Les chercheurs ont développé eux-mêmes les cylindres transparents et les petites boules de téflon pour les expériences.
© RUB, Kramer
"La photochimie conventionnelle à l'état solide est limitée à de très petites quantités", explique Spula. Comme la lumière ne peut pas pénétrer profondément dans les poudres solides, la méthode conventionnelle utilisait des couches de poudre très fines étalées sur une plaque de verre et l'éclairait par le bas. D'où la question suivante : comment uniformiser de plus grandes quantités de poudre ? Comment exposer uniformément de plus grandes quantités de poudre pour permettre des réactions dans l'ensemble du mélange ?
Dans le cadre de sa recherche doctorale, Carolina Spula a mis au point des photoréacteurs spécialisés pour les broyeurs à billes afin de permettre l'irradiation des récipients de réaction tout en les agitant. Ces photoréacteurs sont constitués d'un cylindre transparent en verre de quartz contenant plusieurs petites billes de téflon. Le matériau de départ pulvérulent pour la réaction souhaitée, commandée par la lumière, est versé dans le récipient.
Agitation ou mélange
Pour réaliser des réactions photochimiques pour de plus grandes quantités de poudre, Spula a testé un instrument alternatif avec un modèle de mouvement différent : le mélangeur acoustique résonant. Dans cette approche, le récipient est monté à la verticale et soumis à des vibrations verticales. "D'une certaine manière, on peut le comparer aux mélangeurs de peinture que l'on trouve dans les quincailleries", explique-t-elle. Aucune boule de broyage n'est nécessaire, ce qui permet d'augmenter la charge de poudre.
Spula travaille sur les réactions organiques. Cela lui a permis de créer de petits nanorubans de graphène et de transférer ses connaissances sur les fonctionnalisations C-X. "L'évaluation a montré que notre méthode mécanochimique pilotée par les UV est la plus performante en termes de métriques de chimie verte et qu'elle consomme le moins d'énergie par rapport aux méthodes basées sur les solvants ou catalysées par les métaux", explique la chercheuse.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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