新技术可将化学反应催化速度提高万倍

据物理学家组织网28日报道，美国研究人员发现了一种新技术，可将化学反应的催化速度提高到现有催化速度极限的10000倍，有望大大提高数千种化学过程的速度，并显著降低成本，让肥料、食品、燃料、塑料等产业受益。
科学家使用催化剂(如金属)来加速化学反应，但催化速度只能达到萨巴蒂尔原理所允许的限度。自从这一准则在1960年定量建立后，萨巴蒂尔最大值一直是催化速度的极限。
由美国能源部资助的催化能源创新中心的研究人员发现，他们可以通过朝催化剂施加波，制造出振荡催化剂来打破这一速度限制。波拥有波峰和波谷，当施加波时，波允许化学反应的两个部分以不同的速度独自进行。当施加到催化剂表面的波与化学反应的固有频率相匹配时，所谓的“共振”机制会导致催化速率显著上升。
作者之一、明尼苏达大学化学工程和材料科学教授保罗·多恩豪尔说：“我们很早就意识到催化剂需要随着时间的推移而改变，事实证明，千赫兹到兆赫兹频率会显著加快催化速度。”
研究人员称，提高化学反应速度会让开发肥料、食品、燃料、塑料等的数千种化学和材料技术大大受益，可显著减少制造这些材料所需的设备数量，并降低许多日常材料的总体成本。
催化能源创新中心主任多尼希斯·维拉科斯教授说：“这有可能彻底改变我们制造几乎所有最基本化学品、材料和燃料的方式，从常规催化剂到动态催化剂的转变，将与从直流电到交流电的转变一样大。”