一种制造无毒化学品的新型机械化学方法！

目前，化学品制造所使用的能源占总能源消耗的40%，同时还会产生有害溶剂废物，对环境和人类健康造成风险。因此，寻找一种更可持续的制造化学品的方法变得尤为重要。

然而传统的化学反应需要使用大量的昂贵溶剂，而且常常伴随着污染和高能耗等问题。因此，我们需要一种新的方法来制造更具可持续性的化学品。

鉴于此，近期，由纽约市立大学研究生中心（CUNY ASRC）、宾夕法尼亚大学和加州大学默塞德分校高级科学研究中心在 《Science》 发表了题为 “Acceleration of Diels-Alder reactions by mechanical distortion” 的研究成果。

研究利用了机械化学的方法来制造化学品，旨在不使用昂贵的溶剂，从而减少对环境的污染。通过使用纳米技术和有机化学，推动了分子之间的结合，促进了化学反应，并发现这种方法是可扩展和可行的，可以用于生产药物和材料，以及其他工业和医疗用途。

该团队使用基于平行尖端的方法来测定表面固定化蒽和四种电子和空间需求不同的四种亲二烯体之间的力加速Diels-Alder环加成的反应速率、活化能和活化体积。其中，结果表明速率对压力的依赖性出乎意料地强，并且在亲二烯体之间观察到显着差异。多尺度模型显示，在接近表面时，机械化学轨迹与溶剂热或静水压力下观察到的轨迹不同。

研究组成功地制造出了多种化学品，并量化了产生可预测和可靠的化学反应所需的力。 他们通过该研究证明了机械化学是一种可靠的生产化学品的方法，同时不仅能减少污染和能耗，而且还可以应用于无法使用传统技术进行生产的新型药物和材料领域。 这一发现的实现离不开化学家和机械工程师真正跨学科的合作。 在这个过程中，化学家在设计和进行实验方面起着至关重要的作用，将他们的前沿化学知识与先进的力学分析相结合，通过实验和理论来了解机械力如何加速化学反应的过程。 因此，这些结果为预测实验几何、分子限制和定向力如何影响机械化学动力学提供了一个框架。

该研究为化学品制造带来了新的思路，并提供了一种更加可持续的方法。 未来，我们可以探索更多机械化学的应用领域，并进一步改进这种技术，以实现更高效、更可靠的化学反应。 此外，跨学科合作将是未来研究中必不可少的因素，只有通过整合各种领域的专业知识，才能取得更好的研究成果。

参考文献

Zholdassov, Y. S., et al. (2023) Acceleration of Diels-Alder reactions by mechanical distortion. Science. https://doi.org/10.1126/science.adf5273

Source: https://www.cuny.edu/

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