Nobel dla niemieckiego chemika
Gdy mała cząsteczka zderza się z powierzchnią ciała stałego, może się po prostu odbić lub też przyczepić do niej (ulec adsorpcji). Jeśli dojdzie do adsorpcji, przyczepiona cząsteczka może się rozpaść na mniejsze cząsteczki lub na atomy. Zaadsorbowane cząsteczki mogą również zmieniać chemiczne właściwości powierzchni lub reagować z innymi zaadsorbowanymi cząsteczkami.
Przykładem takiego, zachodzącego na powierzchni, procesu mogą być rdzewienie żelaza i inne rodzaje korozji, funkcjonowanie ogniwa paliwowego czy samochodowego katalizatora, który oczyszcza spaliny. Dzięki reakcjom na powierzchni ciał stałych wytwarzane są nawozy sztuczne. Maleńkie kryształki lodu w stratosferze są podłożem reakcji niszczącej ozon. Wiedza o procesach zachodzących na powierzchni jest też niezbędna w przemyśle półprzewodnikowym - przy wytwarzaniu mikroprocesorów lub kart pamięci.
Właśnie osiągnięcia i potrzeby przemysłu elektronicznego skierowały w latach 60. minionego wieku uwagę naukowców na zjawiska zachodzące na powierzchni ciał stałych. Jednym z pierwszych, którzy docenili wagę zagadnienia był właśnie Gerhard Ertl.
Badania Ertla położyły podstawy zarówno dla dalszych odkryć teoretycznych, jak i zastosowań przemysłowych. Zajmował się on m.in. odkrytą już w roku 1913 reakcją Habera-Boscha, która dzięki użyciu żelaza jako katalizatora pozwala wytwarzać sztuczne nawozy na bazie amoniaku wytwarzanego z azotu obecnego w powietrzu. Interesował się także utlenianiem tlenku węgla na powierzchni platyny (taka reakcja zachodzi w samochodowych katalizatorach). (PAP)
Komentują dla "Dziennika Polskiego"
Prof. KRYSTYNA DYREK z**Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego: -**Badania powierzchni ciał stałych mają ogromne znaczenie w takich zjawiskach - zachodzących również w życiu codziennym - jak adsporpcja i reakcja katalityczna. Reakcja katalityczna wykorzystywana jest w wielu zakładach przemysłowych, opiera się na niej np. przeróbka ropy naftowej. Jest ważne, aby w przypadku rozmaitych procesów mieć możność zbadania katalizatorów, które regulują szybkość ich przebiegania. Chodzi tutaj zwłaszcza o badania samej powierzchni. Na przykład kryształ można podzielić na powierzchnię i wnętrze, w którym mieści się znacznie więcej atomów niż na wspomnianej powierzchni. Prof. Ertl jest ogromnym autorytetem w dziedzinie badania powierzchni ciał stałych. Używa się przy tym najnowocześniejszych metod, tzw. spektroskopii powierzchni. W spektroskopiach tych promieniowanie sięga tylko górnych warstw danego obiektu i zbiera informacje tylko z powierzchni. Informacje te są najistotniejsze dla badaczy, którzy chcą następnie zastosować owe ciała stałe albo jako katalizatory w reakcjach katalitycznych, albo jako adsorbenty pochłaniające szkodliwe substancje.
Wiele ciał o specyficznym składzie i specyficznej strukturze może służyć jako katalizatory, które zmieniają szybkość reakcji, na ogół ją przyspieszając. Jeżeli potrafimy znaleźć jakąś metodę fizykochemiczną do badania powierzchniowych właściwości owego katalizatora (np. taką jak spektroskopia), to możemy określić np., dlaczego po jakimś czasie ulega on zużyciu, co można zrobić, by go zregenerować itp. Ma to kolosalny wpływ na ekonomię tych procesów. Chodzi przecież o to, by katalizator przyspieszający daną reakcję pracował jak najdłużej. Gdy po jakimś czasie jego wydajność spadnie, by było wiadomo, jak go reaktywować. Wiedzę tę stosuje się powszechnie w przemyśle chemicznym i petrochemicznym. Prof. Ertl wielokrotnie bywał w Polsce. W Krakowie współpracował z Instytutem Katalizy PAN, a także z naszym Wydziałem Chemii na Uniwersytecie Jagiellońskim. Na wydziale również prowadzimy tego typu badania i korzystamy z literatury oraz osiągnięć prof. Ertla. Zetknęłam się z nim parę lat temu w Krakowie na konferencji z cyklu "Europacat".
Prof. JERZY DATKA z**Zespołu Katalizy i**Fizykochemii Ciała Stałego Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego: -**Prof. Ertl zajmuje się badaniem powierzchni ciał stałych, głównie tlenków metali i metali. Są to interdyscyplinarne badania z pogranicza m.in. chemii, chemii kwantowej i fizyki. Na powierzchniach ciał stałych zachodzą ważne zjawiska z punktu widzenia praktyki i nauki. Zjawiska te to głównie adsorbcja i kataliza. Szczególnie ważna jest kataliza. Bardzo wiele produktów przemysłu chemicznego to produkty reakcji katalizowanych. Dotyczy to tak wielotonażowych produktów jak nawozy sztuczne, produkty przemysłu rafineryjnego (paliwa) czy produkty przemysłu petrochemicznego (tworzywa sztuczne). Z drugiej strony wchodzą tu w grę produkty przemysłu określanego jako "fine chemistry", który wytwarza małe ilości produktów, ale za to bardzo drogich. Mowa np. o przemyśle perfumeryjnym czy farmaceutycznym. Procesy produkcyjne zachodzące w obu tych rodzajach przemysłu przebiegają właśnie przy zastosowaniu katalizatorów, stąd waga i znaczenie badań noblisty. Prof. Ertl pracuje we Fritz Haber Institut w Berlinie. Fritz Haber, którego imię nosi instytut, to twórca pierwszego katalizatora do syntezy amoniaku i również laureat Nagrody Nobla. W przyszłym roku prof. Ertl przyjedzie do Krakowa na sympozjum z okazji 40-lecia naszego Instytutu Katalizy PAN. (PS)
Dołącz do nas na Facebooku!
Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!
Dołącz do nas na X!
Codziennie informujemy o ciekawostkach i aktualnych wydarzeniach.
Kontakt z redakcją
Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?
