Une équipe de chimie de l'Université de Toronto a découvert des catalyseurs de nanoparticules à base de fer respectueux de l'environnement qui fonctionnent aussi bien que les coûteux, toxique, catalyseurs à base de métal qui sont actuellement largement utilisés par le médicament, parfumerie et industrie alimentaire.

« Il est toujours important de s'efforcer de rendre les synthèses industrielles plus vertes, et l'utilisation de catalyseurs à base de fer est non seulement beaucoup moins toxique, mais c'est aussi beaucoup plus rentable, " a déclaré Jessica Sonnenberg, doctorant et auteur principal d'un article publié cette semaine dans le Journal de l'American Chemical Society .

La recherche, qui a été réalisé par Robert Morris, directeur du département de chimie, impliquait plusieurs étapes. Soupçonner l'existence de nanoparticules, l'équipe s'est d'abord attachée à identifier les catalyseurs de fer. Ils ont ensuite mené des investigations à l'aide d'un microscope électronique pour confirmer que les nanoparticules de fer se formaient réellement lors de la catalyse. L'étape suivante consistait à s'assurer que les nanoparticules de fer étaient les agents catalytiques actifs. Cela a été fait avec des expériences de polymère et d'empoisonnement qui ont montré que seuls les atomes de fer à la surface d'une nanoparticule étaient actifs.

Mais un autre défi demeurait. "Catalyseurs, même celles en fer bon marché développées pour ces types de réaction, souffrent encore d'une chute majeure, " a expliqué Sonnenberg. "Ils ont besoin d'un rapport de un à un de ligands organiques très coûteux - la molécule qui se lie à l'atome de métal central d'un composé chimique - pour produire une activité catalytique. Notre découverte de nanoparticules de surface fonctionnelles ouvre la porte à l'utilisation de rapports beaucoup plus petits de ces composés coûteux par rapport aux centres métalliques. Cela réduit considérablement le coût global des transformations."