科学家开发模型来预测力驱动的化学反应,以更高的精度

当被要求考虑化学反应时,您可能会想象在烧杯中冒泡的液体,或者可能在混合物中施加热量直到发生变化。但是自然界和工业中最重要的反应不需要热量或溶剂。相反,他们需要武力。

来源:英国物理学家网首页
cangyu Qu(左)和Rob Carpick(右)与原子力显微镜一起测量实时发生的机械化学反应。学分:Penn Engineering

当被要求考虑化学反应时,您可能会想象在烧杯中冒泡的液体,或者可能在混合物中施加热量直到发生变化。但是自然界和工业中最重要的反应不需要热量或溶剂。相反,他们需要武力。

机械化学是物理压力或应力触发化学反应的地方。想象一下,分子像碰碰车一样被撞在一起,或者在巨大的鸡尾酒摇床中摇动。这种摇动和碰撞每天发生在汽车发动机,制造设备和实验性绿色反应堆内。

化学反应

但是直到最近,科学家一直在努力确切解释这些强迫反应是如何发生的,或者如何使它们更好地工作。在宾夕法尼亚州工程师,罗伯特·卡皮克(Robert Carpick)的实验室,约翰·亨利·汤恩(John Henry Towne)机械工程和应用机械师(MEAM)的教授,作为化学中心的化学中心,旨在改变机械化学化学的理解和采用化学中心。

现在,Carpick与Cangyu Qu,博士后研究员和以前的博士学位Lu Fang。 Carpick Lab的学生已经开发了一个理论模型,该模型克服了以前的挑战,可以准确描述机械应力与化学反应之间的关系。

他们的研究发表在物理评论B中,填补了描述分子在两个表面之间挤压时发生的力的空白。该结果有助于使预测机械化学反应变得更容易,这对于塑料,金属化合物,润滑剂等的绿色制造都是有希望的。

研究 物理评论b

机械化学的先前限制

“不同的研究表明激活量有100倍,” Qu解释说。