A szonokémia úttörője, Szalay Sándor

Átírás

1 A szonokémia úttörője, Szalay Sándor

2 A kémiai reakciók mikrohullámmmal és ultrahanggal történő aktiválása a 80-as évek fejlődésének eredményeként széleskörűen alkalmazott módszerré vált.

3 szonokémia ultrahang alkalmazása kémiai reakciók és folyamatok lejátszatására rohamos fejlődés a 80-as évektől Ultrasonics 1963 Ultrasonic Sonochemistry st Symposium of the European Society of Sonochemistry 1986 (a legelső nemzetközi szonokémiai konferencia) Advances in Sonochemistry Volume 1, 1990 Volume 6, 2001

4 Szalay Sándor (Szent-Györgyi Albert munkatársaként) egyike a legelsőknek, aki ultrahangot alkalmazott kémiai reakciókban, és elsőként használta polimerek bontására

5 722 khz-es ultrahang keményítő spektrofotometria (jódkeményítő gumiarábikum zselatin viszkozitásmérés kék színreakció)

6 Szent-Györgyi Albert rövid beszámolója az eredményekről a Nature-ben

7 A The New York Times ismertetője a heti Science rovatban Az eredeti cél rákos sejtek szétrombolása lett volna, azonban az ez irányú vizsgálatok eredménytelenek voltak

8 Ralph Moss 1988-ban publikálta könyvét, Szent-Györgyiről, amelyben Szalay Sándorra vonatkozó utalások is találhatók

9 Az angol nyelvű kiadásban A. Szalay szerepel (a fordító és a magyar lektor nem vette a fáradtságot, hogy utánanézzen a helyes névnek)

10 Ralph Moss könyvének egy másik részlete Szalay Sándornak a C-vitamin izolálásában játszott szerepére utal

11 történelmi visszatekintés ultrahang 1894 HMS Daring torpedóromboló nagy sebességnél (>27 csomó/h, ~ 50 km/h): vibráció, a motor hatékonyságának csökkenése - korrózióra utaló jelenség a hajócsavaron a kavitáció jelenségének felismerése 1912 I. vh. Titanic szükségessé vált a jéghegyek méretének megállapítása tengeralattjárók felderítése 1917 Langevin az ultrahang tengervízben történő terjedése mai legfontosabb alkalmazás SONAR sound navigation and ranging

12 szonokémia ultrahang alkalmazása kémiai reakciók és folyamatok lejátszatására 20 khz 10 MHz khz > 100 khz 1 MHz > 1 10 MHz 20 khz 1 MHz kémiai alkalmazás

13 történelmi visszatekintés szonokémia 1927 első kémiai alkalmazás Loomis, Richards [Journal of the American Chemical Society, 49 (1927) 3086] N 3 I felrobban, NH 4 NO 3 stabilis észter hidrolízis jód órareakció gyorsulnak a reakciók 1933 Szalay Sándor polimerek bontása (depolimerizáció)

14 magas hőmérséklet nagy nyomás extrém gyors lehűlés 5000 K 1000 atm K/s Az ultrahang kémiai hatásáért a buborékok összeroppanásakor lokálisan kialakuló extrém magas hőmérséklet és nyomás felelős

15 Egy buborék összeroppanása (tényleges felvétel)

16 szonokémia energiaközlés kémiai reakciók végrehajtására hagyományos aktiválás nem hagyományos aktiválással hőenergia, UV fény ultrahang mikrohullám újfajta, különleges, hatékony energiaközlés kémiai reakciók hatékonyabban mennek végbe enyhébb reakciókörülmények

17 az ultrahang iniciálja a reakciót gyorsítja a reakciót megváltoztathatja a reakcióutat az ultrahang nincs közvetlen hatása a reakcióra kémiai kötéseket ultrahanggal közvetlenül nem lehet hasítani reakciósebesség növekedése (rövidebb reakcióidő) megnövekedett hozam kevésbé erőteljes reakciókörülmények új reakcióút nyílik meg szilárd anyagok (fémek!) aktiválása

18 A folyadék/szilárd anyag határfelületén létrejövő, a felület felé mozgó mikrojet (400 km/h) felelős a kavitációért és szilárd anyagok (fémek) aktiválási lehetőségéért

19 Alacsony olvadáspontú fémeknél (Cr, Mo) a részecskék aggregálódnak, magasabb olvadáspont esetén (W) diszpergálódás történik

20 Két, eredetileg különálló cink por részecske összeolvadása

21 Az eredetileg oxidréteggel borított (és ezért nagyon kis reaktivitású) nikkel részecskék felülete ultrahang hatására letisztul, a fém nikkel hozzáférhető válik, és így már nagy reaktivitást mutat, vagyis az ultrahang előnyösen megváltoztatja a felületi morfológiát és a részecskeméretet.

22 szilárd anyagok (fémek!) aktiválása reagensek, katalizátorok hatékonysága növekszik aktivált fémek előállítása fémsók redukciójával fémkolloidok előállítása fémorganikus kémia reaktív részecskék képződése vizes közegben lejátszódó reakciók esetén oxidációs folyamatok indulhatnak H 2 O H + HO 2 HO H 2 O 2 O

23 Két idézet Oláh György önéletrajzi könyvéből

24 vagyis csak pionírnak érdemes lenni, ahogy ezt Szalay Sándor is tette!