将分子挤压在一起的新方法可以减少化学制造浪费

化学品的生产占目前制造业使用的所有能源的40%，该过程还会产生有毒溶剂废物，污染环境并对人类和动物的健康构成威胁。发表在《科学》杂志上的一项研究详细介绍了一种新的机械化学方法，该方法能够在没有这些有害影响的情况下制造化学品。

纽约市立大学研究生中心(CUNYASRC)高级科学研究中心的纳米科学计划的研究人员、宾夕法尼亚大学和加州大学默塞德分校采用了一种独特的方法，增加了在大规模生产中使用机械化学的机会。该技术使用有机化学和纳米技术将分子聚集在一起并产生化学物质，而无需使用会污染环境的昂贵溶剂。该研究小组的研究结果对众多制造业产生了重大影响，包括用于各种医疗和工业用途的药品和材料的生产。

“这是一个真正令人兴奋的突破，因为这一发现使机械化学成为生产化学品的可靠方法，并且它使我们能够在没有有害副产品和当前制造技术的大量能源需求的情况下这样做，”该研究的主要作者AdamBraunschweig说。纽约市立大学ASRC纳米科学计划和亨特学院化学系的化学和生物化学教授。

“当我们推动分子时，我们发现它们扭曲成新的、更具反应性的形状，需要更少的能量来结合并产生所需的化学物质，”第一作者、布伦瑞克实验室的博士生YerzhanZholdassov说。

该实验使研究人员能够测量产生可预测且可靠的化学反应所需的力的大小，并表明机械化学是一种可行且可扩展的技术，可用于以更可持续、更具成本效益的方式制造化学品。这项新技术还可以用来制造新的药物和材料，而这些药物和材料是目前依赖溶剂的技术无法制造的。

该项目的合著者、宾夕法尼亚大学机械工程与应用力学系教授罗伯特·卡皮克(RobertCarpick)补充说：“如果没有化学家与机械工程师以真正跨学科的方式合作，这一发现是不可能实现的。”化学家对设计和进行实验至关重要，但我们必须将他们最前沿的化学知识与先进的力学分析结合起来，通过实验和理论来理解机械力如何加速这里的化学反应。团队合作发挥了重要作用。”