La catálisis computacional, un campo que simula y acelera el descubrimiento de catalizadores para la producción de productos químicos, se ha limitado en gran medida a simulaciones de estructuras catalizadoras idealizadas que no necesariamente representan estructuras en condiciones de reacción realistas.
Nueva investigación de la Escuela de Ingeniería Swanson de la Universidad de Pittsburgh, en colaboración con el Laboratorio de Catálisis y Procesos Catalíticos Departamento de Energía en el Politecnico di Milano en Milán, Italia, avanza el campo de la catálisis computacional allanando el camino para elsimulación de catalizadores realistas en condiciones de reacción. El trabajo, publicado en catálisis ACS , fue escrito por Raffaele Cheula, estudiante de doctorado en el grupo Maestri; Matteo Maestri, profesor titular de ingeniería química en el Politecnico di Milano; y Giannis "Yanni" Mpourmpakis, miembro de la facultad de ex alumnos del Bicentenario y profesor asociado de ingeniería química enPitt.
"Con nuestro trabajo, uno puede ver, por ejemplo, cómo las nanopartículas metálicas que se usan comúnmente como catalizadores pueden cambiar la morfología en un entorno reactivo y afectar el comportamiento catalítico. Como resultado, ahora podemos simular conjuntos de nanopartículas, lo que puede hacer avanzar cualquier"Campo de aplicación de nanopartículas, como la nanomedicina, la energía, el medio ambiente y más", dice Mpourmpakis. "Aunque nuestra aplicación se centra en la catálisis, tiene el potencial de avanzar en las simulaciones a nanoescala en su conjunto".
Para modelar la catálisis en condiciones de reacción, los investigadores tuvieron que tener en cuenta el carácter dinámico del catalizador, que probablemente cambie a lo largo de la reacción. Para lograr esto, los investigadores simularon cómo los catalizadores cambian la estructura, qué tan probable es este cambioes, y cómo esa probabilidad afecta las reacciones que tienen lugar en la superficie de los catalizadores.
"La catálisis está detrás de la mayoría de los procesos importantes en nuestra vida cotidiana: desde la producción de productos químicos y combustibles hasta la reducción de contaminantes", dice Maestri. "Nuestro trabajo allana el camino hacia el análisis fundamental de la relación estructura-actividad encatálisis. Esto es primordial en cualquier esfuerzo en la búsqueda de la ingeniería de transformación química a nivel molecular mediante el logro de una comprensión mecanicista detallada de la funcionalidad del catalizador. Gracias a la estancia de Raffaele en Pitt, pudimos combinar la experiencia en modelado microcinético y multiescala demi grupo con la experiencia en simulaciones de nanomateriales y catálisis computacional del grupo de Yanni "
El trabajo está financiado por la Fundación Nacional de Ciencia y el Consejo Europeo de Investigación, y con el apoyo computacional del Centro de Investigación Informática en Pitt y CINECA en Bolonia, Italia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Pittsburgh . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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