Detall

Un article de I'IQTCUB, seleccionat com a Editors' Choice 2017 per la revista 'The Journal of Chemical Physics'

Notícies | 06-04-2018

Un article publicat per investigadors de l’Institut de Química Teòrica i Computacional de la UB (IQTCUB) ha estat seleccionat per The Journal of Chemical Physics (JCP) com a article Editors’ Choice 2017. La col·lecció Editors’ Choice 2017 (selecció dels editors 2017) de JCP té setanta-tres articles, que els editors han seleccionat per ser els «més innovadors i amb més impacte del 2017».

L’article, que es va publicar l’agost del 2017, és el resultat d’una col·laboració dels investigadors de l’IQTCUB Josep M. Bofill, Jordi Ribas Ariño i Sergio Pablo García amb l’Institut de Matemàtiques de la Universitat de Leipzig. L’objecte de l’estudi era crear un algoritme per determinar tant la formació com el trencament per estrès d’enllaços moleculars per a la síntesi i catàlisi químiques.

Els últims avenços en microscòpia de forces atòmiques han permès als investigadors aplicar forces mecàniques a molècules individuals per provocar reaccions químiques. Aquest equip d’investigadors ha desenvolupat el primer algoritme d’aquest tipus, que determina la força mínima que es necessita per assolir el millor punt de ruptura (bond-breaking point, BBP) a escala molecular per provocar una reacció química mecànicament.

«L’algoritme es pot aplicar a qualsevol molècula, incloent-hi molècules biològiques com les proteïnes, i també molècules inorgàniques i orgàniques», explica Josep M. Bofill, cap del grup de l’IQTCUB. Aquesta recerca té implicacions per a moltes aplicacions, com les màquines moleculars, els polímers mecànicament resistents i autoregenerables, els materials resistents a tensions i el disseny de catalitzadors. L’algoritme també es pot fer servir per explorar com els camps elèctrics externs poden catalitzar i controlar les reaccions químiques.

La flexió i la torsió dels enllaços d’una molècula tenen una rigidesa variable. Per tant, determinar el suport que aguanta la força d’una molècula per predir, per exemple, el punt de ruptura de l’enllaç en una molècula sobretensionada, implica que s’han d’analitzar les diferents direccions de la força externa.

L’algoritme està basat en les trajectòries de Newton, que procedeixen del mètode matemàtic de calcular els zeros d’una funció. En el cas dels punts de ruptura dels enllaços, les trajectòries de Newton se situarien a prop del camí de la reacció química.

Article de referència:

J. M. Bofill, J. Ribas-Ariño, S. Pablo García, W. Quapp. «An algorithm to locate optimal bond breaking points on a potential energy surface for applications in mechanochemistry and catalysis». The Journal of Chemical Physics, 147, 152710 (2017). Doi: 10.1063/1.4994925



Comparteix-ho: