ELTE-s kutatók segítenek megelőzni a kosz-katalízist

Mindennapi életünk a 21. században elképzelhetetlen lenne a mesterségesen előállított anyagok nélkül. A legtöbb ilyen anyag létrehozásához azonban katalizátorokra van szükség, így a kutatók között hatalmas verseny zajlik annak érdekében, hogy minél hatékonyabb, olcsóbb és környezetbarátabb katalizátorokat fejlesszenek ki. A kutatások során gyakran előfordul, hogy első látásra úgy tűnik, sikerült létrehozni egy új katalizátort, később azonban kiderül, hogy az átalakulásért egy, a kísérletben akaratlanul jelen levő anyag volt a felelős. Ezt nevezzük „kosz-katalízisnek”.

Saját kutatási tapasztalatai és a szakirodalom alapján Tolnai Gergely, az ELTE Kémiai Intézet adjunktusa munkatársaival olyan módszertant dolgozott ki, amellyel a jövőben elkerülhetővé válhatnak az ilyen félrevezető, bosszantó, ráadásul sok pénzt és időt felemésztő esetek. Az új irányelvvel az ELTE vegyészei segíteni szeretnék a katalízissel foglalkozó kutatókat abban, hogy felismerjék és kizárják a véletlen szennyeződések hatását. A módszer főként kísérleti munkát végzőknek szól, de kitér az analitikai technikákra és az elméleti kémia szempontjaira is. A tájékozódást és a gyakorlati alkalmazást egy, az új módszertanhoz kifejlesztett interaktív, online eszköz is segíti.

Helyes kísérleti módszertan a kosz-katalízis elkerüléséhez

Az Angewandte Chemie folyóiratban publikált tanulmányukban a kutatók a szakirodalomban fellelhető adatok alapján összefoglalják a szennyezők leggyakoribb forrásait, tételesen írnak arról, hogy ezeket hogyan lehet kiküszöbölni, de felhívják a figyelmet azokra a korai, árulkodó jelekre is, melyek esetén részletesen meg kell vizsgálni a kosz-analízis eshetőségét.

A részletes vizsgálatok módszertana a lehető legtisztább körülmények létrehozásával kezdődik. Ez a látszólag egyszerű feladat valójában komplex ismereteket igényel, a fémek földtani együtt-előfordulásától kezdve az anyagok és eszközök tisztításáig. Mivel a kosz-katalízis gyakran a milliomod résznél (ppm) kevesebb szennyezővel is előfordulhat, még a legnagyobb tisztaságú reakcióelegy is adhat fals pozitív eredményt. A következő lépésben a megfelelő különleges analitikai eljárások helyes alkalmazásáról adnak összefoglalót.

A fentiek alapján kapott eredmények ismeretében figyelembe véve a különlegesen alacsony katalizátor-koncentráció lehetőségét a megfelelő reakciókinetikai és elméleti módszereket vázolják fel annak érdekében, hogy el lehessen dönteni a kosz-katalízis szerepét a kifejlesztett katalizátor esetében. Ennek megismerése a reprodukálhatóság javítása mellett különlegesen hatékony katalizátor-rendszerek fejlesztésére ad lehetőséget. A tanulmány használóit egy olyan interaktív on-line eszköz is segíti, amely leegyszerűsíti a szükséges számolásokat és hozzájárul az egyszerű és átlátható közzétételhez.

A kutatók bíznak benne, hogy tanulmányunk hozzájárulhat a tudományterületen a jobb reprodukálhatóság eléréséhez és a kutatási erőforrások hatékonyabb felhasználásához.

Az eredeti cikk adatai:

J. Daru, Z. Gonda, Z. May, Z. Novák, G. L. Tolnai , Angew. Chem. Int. Ed.. 2025, e202424425. https://doi.org/10.1002/anie.202424425

Elérhetősége: Guideline for Analysis and Prevention of Contamination Catalysis