Wetenschappers creëren radicale nieuwe aluminium dat zeldzame aardmetalen zou kunnen vervangen | Geweldige techniek Onderzoekers van King’s College London hebben een ongebruikelijke nieuwe vorm van aluminium ontwikkeld die op een dag de afhankelijkheid van zeldzame aard- en edelmetalen in de moderne industrie zou kunnen verminderen. De ontdekking richt zich op sterk reactieve aluminiumgebaseerde moleculen die in staat zijn chemische transformaties uit te voeren die normaal gesproken worden afgehandeld door veel duurdere overgangsmetalen. De bevindingen, gepubliceerd in Nature Communications, beschrijven het eerste gerapporteerde voorbeeld van een verbinding die bekend staat als cyclotrialumane, een driehoekige structuur gemaakt van drie aan elkaar gekoppelde aluminiumatomen, volgens de studie. De moleculaire opstelling toont een ongebruikelijke combinatie van sterke reactiviteit en stabiliteit in oplossing, waardoor het kan deelnemen aan complexe chemische processen zonder uit elkaar te vallen. Aluminium is een van de meest voorkomende elementen in de aardkorst en is dramatisch goedkoper dan metalen zoals platina en palladium. Toch heeft het historisch gezien de flexibele katalytische eigenschappen ontbroken die overgangsmetalen onmisbaar maken in de industriële chemie. Dr. Clare Bakewell, die de studie leidde, en haar team hebben geprobeerd te onderzoeken of aluminium kan worden ontworpen om die eigenschappen na te bootsen of zelfs te overtreffen. Hun nieuw gecreëerde aluminiumtrimer kan sterke chemische bindingen breken, waaronder het splitsen van dihydrogen, en kan gecontroleerde insertie en ketenverlenging van ethyleen bevorderen, een cruciale twee-koolstof bouwsteen die veel wordt gebruikt in de chemische productie. Het werk heeft ook vijf- en zeven-ledige aluminium-koolstof ringstructuren opgeleverd die eerder niet waren waargenomen. Overgangsmetalen worden al lange tijd beschreven als de werkpaarden van de katalyse, die reacties mogelijk maken die farmaceutica, kunststoffen en speciale chemicaliën vormen. Veel van deze metalen zijn echter duur, milieubelastend om te delven en vaak afkomstig uit geopolitiek gevoelige gebieden. Aluminium daarentegen is ongeveer 20.000 keer goedkoper dan edelmetalen zoals platina, waardoor het een aantrekkelijke kandidaat is voor duurzame chemie. Naast het simpelweg nabootsen van het gedrag van overgangsmetalen, lijkt de nieuwe aluminiumchemie volledig nieuwe reactiepaden te ontsluiten. De onderzoekers zeggen dat ze zich nog in de verkennende fase bevinden, maar vroege resultaten suggereren dat deze aardabundante materialen schonere en kosteneffectievere chemische productie mogelijk zouden kunnen maken. Als verder ontwikkeld, zou deze doorbraak de manier waarop belangrijke industriële reacties worden uitgevoerd kunnen hervormen, zeldzame metalen vervangen door een veel overvloediger alternatief, terwijl de grenzen van de synthetische chemie worden uitgebreid.