Корейские ученые использовали золотой электрод для контроля протекания химических реакций. За счет различного напряжения, прикладываемого к электроду, с его помощью можно заменять множество разнообразных функциональных групп, необходимых для катализа или остановки реакций, что значительно упрощает процесс.

Работа опубликована в журнале Science.

Существует несколько способов контроля химических реакций. Часто используется воздействие на электронные свойства молекул, участвующих в реакции. Разные вещества обладают разными способностями принимать и отдавать электроны. Атомы образуют функциональные группы, задающие распределение электронной плотности в молекуле. Они могут изменять электронные свойства, ускоряя или останавливая химические реакции.

Донорные группы перемещают электроны для увеличения плотности в место, где происходит реакция, а акцепторы, наоборот, снижают электронную плотность реакционного центра. Эти эффекты широко используются для катализа химических реакций. Однако круг задач, которые можно решить таким методом, сильно ограничен, поскольку одна функциональная группа оказывает лишь один определенный эффект. Исследователи из Корейского института передовых технологий предложили альтернативу этому подходу, изменяя электронную плотность молекул с помощью золотого электрода.

«Добиться разнообразных эффектов можно, не только используя функциональные группы, но и просто прикладывая разное напряжение к реакционным центрам молекул, ковалентно пришитых к электроду. Важность нашего открытия заключается в том, что один электрод подходит для всех реакций, так как может вести себя как множество функциональных групп за счет изменения приложенного напряжения », — рассказывает ведущий автор исследования, профессор Му Хен Байк.

Золотой электрод может служить универсальной функциональной группой для управления реакционной способностью молекулы, тем самым ускоряя или подавляя реакцию. Исследователи также подтвердили, что новый метод позволяет точно настраивать электронные свойства и реакционную способность молекулы на любой стадии прямо во время протекания химической реакции. Идея ковалентного присоединения молекул к электроду не нова. Однако в большинстве случаев этим способом регулируются окислительно-восстановительные реакции. В данном случае электрод служит только функциональной группой с настраиваемым индуктивным эффектом.