Une équipe de chimistes de l'Institut croate Ruđer Bošković (RBI) a décrit un nouveau méthode simple d'utilisation pour le suivi ininterrompu des réactions mécanochimiques. Ces réactions sont conduites dans des broyeurs fermés, ainsi, pour surveiller la réaction, il faut ouvrir le récipient de réaction, interférant ainsi avec le processus. La nouvelle méthode utilise la spectroscopie Raman pour mieux comprendre les réactions de broyage à l'état solide, sans l'interruption habituelle du processus de réaction chimique.

La synthèse mécanochimique par broyage est utilisée aujourd'hui pour préparer toutes les classes de composés et de matériaux. C'est une simple, alternative rapide et plus écologique à la synthèse de solution classique, cela réduit considérablement l'utilisation de solvants et la production de déchets car les réactions se déroulent à l'état solide sans solvants et sont entraînées par l'apport d'énergie mécanique.

Cependant, afin d'apporter de l'énergie mécanique dans le système, les solides sont placés dans des réacteurs constitués de divers métaux tels que l'acier, ainsi que du plastique transparent. Des broyeurs à boulets sont ensuite ajoutés avec les solides, et les cuves de broyage sont ensuite placées sur des broyeurs spécialisés où elles oscillent à hautes fréquences.

''Bien que la synthèse mécanochimique par broyage soit de plus en plus populaire et répandue, la manière dont les réactions se déroulent dans de tels réacteurs fermés nous empêche de surveiller les processus chimiques et physiques. À savoir, autrefois, la réaction chimique était souvent surveillée en arrêtant le broyage et en ouvrant la cuve de réaction, puis prélever une petite partie de l'échantillon du récipient pour analyse. Cependant, l'arrêt du broyage ne signifie pas nécessairement que cette réaction chimique est terminée, ce qui signifie que le suivi des processus chimiques de cette manière ne donne pas toujours de bons résultats, '' explique le Dr Stipe Lukin de l'équipe de recherche croate.

Pour que les scientifiques comprennent comment et pourquoi une réaction particulière se produit à l'état solide, il était nécessaire de trouver un moyen de surveiller avec succès ces processus pendant le broyage, sans qu'il soit nécessaire d'arrêter l'expérience.

C'est ce groupe de chimistes de l'Institut croate qui a mis au point une méthode de suivi instantané réussi des réactions mécanochimiques, comme la diffraction des rayons X synchrotron sur un échantillon de poudre ou les techniques de laboratoire de spectroscopie Raman.

Dans ce document, Dr Stipe Lukin, et ses collègues Dr Ivan Halasz et Dr Krunoslav Uarević ont décrit en détail la méthode basée sur la spectroscopie Raman qu'ils ont développée à l'Institut.

''Notre méthode de spectroscopie Raman utilise un laser qui passe à travers un récipient de réaction en plastique transparent pendant la réaction, ce qui nous permet de collecter des données spectroscopiques. Avec cette méthode, nous pouvons surveiller la formation et la disparition de diverses liaisons chimiques, et identifier les produits nouvellement formés au cours de la réaction. De cette façon, nous pouvons mieux comprendre les mécanismes de réaction et découvrir pourquoi et comment les réactions ont lieu, '' a expliqué le Dr Lukin et a ajouté que bien que la spectroscopie Raman soit une technique essentielle des technologies d'analyse de processus utilisées dans l'industrie chimique et biopharmaceutique pour la surveillance ininterrompue des processus de fabrication, il n'a pas encore atteint son plein potentiel.

Le Dr Lukin pense que la publication de cet article est importante, car elle pourrait permettre la mise en œuvre de cette méthode dans d'autres laboratoires à travers le monde.

Cela pourrait éventuellement entraîner l'expansion des résultats qui traitent des aspects mécanistes des réactions mécanochimiques, conclut le Dr Lukin.