La mecanoquímica o química mecánica es el acoplamiento de fenómenos mecánicos y químicos a escala molecular e incluye rotura mecánica, comportamiento químico de sólidos sometidos a tensiones mecánicas (p. Ej., Agrietamiento por corrosión bajo tensión u oxidación mejorada [1] ), tribología , degradación del polímero bajo cizallamiento , cavitación fenómenos relacionados (por ejemplo, sonoquímica y sonoluminiscencia ), química y física de ondas de choque , e incluso el floreciente campo de las máquinas moleculares. La mecanoquímica puede verse como una interfaz entre la química y la ingeniería mecánica . Es posible sintetizar productos químicos usando solo acción mecánica. Los mecanismos de las transformaciones mecanoquímicas son a menudo complejos y diferentes de los mecanismos fotoquímicos o térmicos habituales. [2] [3] El método de molienda de bolas es un proceso ampliamente utilizado en el que se utiliza la fuerza mecánica para lograr transformaciones y procesos químicos. [4] [5] El número especial de Chemical Society Review (vol. 42, 2013, número 18) está dedicado al tema de la mecanoquímica. Se han revisado los fundamentos y aplicaciones que van desde los nanomateriales hasta la tecnología. [6] El enfoque mecanoquímico se ha utilizado para sintetizar nanopartículas metálicas, catalizadores, imanes, γ ‐ grafino, yodatos metálicos, carburo de níquel-vanadio y nanocompuestos en polvo de carburo de molibdeno-vanadio [7]
La mecanoquímica es radicalmente diferente de la forma tradicional de disolver, calentar y agitar los productos químicos en una solución. Debido a que elimina la necesidad de muchos solventes, la mecanoquímica podría ayudar a que muchos procesos químicos utilizados por la industria sean más amigables con el medio ambiente. [8] [9] Por ejemplo, el proceso mecanoquímico se ha utilizado como una forma ambientalmente preferible para sintetizar fenol hidrazonas farmacéuticamente atractivas. [10]
El término mecanoquímica veces se confunde con mechanosynthesis , que se refiere específicamente a la construcción de la máquina controlada de productos moleculares complejas. [11] [12]
Los fenómenos mecanoquímicos se han utilizado desde tiempos inmemoriales , por ejemplo para hacer fuego . El método más antiguo de hacer fuego es frotar trozos de madera entre sí, creando fricción y, por lo tanto, calor, permitiendo que la madera se someta a combustión a alta temperatura. Otro método implica el uso de pedernal y acero , durante el cual una chispa (una pequeña partícula de metal pirofórico ) se quema espontáneamente en el aire, iniciando el fuego instantáneamente.
Ver también
Referencias
- ^ Munnings, C .; Badwal, SPS; Fini, D. (20 de febrero de 2014). "Oxidación de iones de Ce inducida por estrés espontáneo en ceria dopada con Gd a temperatura ambiente". Iónicos . 20 (8): 1117–1126. doi : 10.1007 / s11581-014-1079-2 .
- ^ Hickenboth, Charles R .; Moore, Jeffrey S .; White, Scott R .; Sottos, Nancy R .; Baudry1, Jerome; Wilson, Scott R. (2007). "Vías de reacción de sesgo con fuerza mecánica". Naturaleza . 446 (7134): 423–427. Código Bibliográfico : 2007Natur.446..423H . doi : 10.1038 / nature05681 . PMID 17377579 .(requiere suscripción)
- ^ Carlier L. y col. , Farmacia más ecológica que utiliza síntesis sin disolventes: investigación del mecanismo en el caso de la dibenzofenazina, Powder Technol. 2013, 240, 41-47.
- ^ Carlier L. y col. , Uso de co-trituración como método de estado sólido sin solventes para sintetizar dibenzofenazinas, Tetrahedron Let. 2011, 52, 4686-4689.
- ^ Salmatonidis A. et al., Reticulación química de películas delgadas de nanopartículas de anatasa para propiedades mecánicas mejoradas, Langmuir, 2018, 34, 21, 6109-6116, DOI: https://doi.org/10.1021/acs.langmuir. 8b00479
- ^ Señas de identidad de la mecanoquímica: de las nanopartículas a la tecnología, Peter Baláž, Marcela Achimovičová, Matej Baláž, Peter Billik, Zara Cherkezova-Zheleva, José Manuel Criado, Francesco Delogu, Erika Dutková, Eric Gaffet, Francisco José Gotor, Rakesh Kumar, Ivan Mitov, Tadej Rojac, Mamoru Senna, Andrey Streletskiikl y Krystyna Wieczorek-Ciurowam, Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 7571-7637, DOI: 10.1039 / C3CS35468G
- ^ Chaudhary, V., et al., ChemistryOpen (2018) 7 (8), 590, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/open.201800091
- ^ Chaudhary, V., et al., ChemPhysChem (2018) 19 (18), 2370, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cphc.201800318
- ^ Lim, Xiaozhi (18 de julio de 2016). "Molienda de productos químicos juntos en un esfuerzo por ser más ecológicos" . The New York Times . ISSN 0362-4331 . Consultado el 6 de agosto de 2016 .
- ^ Oliveira PFM, Baron M., Chamayou A., André-Barrès C., Guidetti B., Baltas M., Ruta mecanoquímica sin disolventes para la síntesis verde de fenol-hidrazonas farmacéuticamente atractivas, RSC Adv. (2014), 4, 56736-56742, doi: 10.1039 / c4ra10489g
- ^ Drexler, K. Eric (1992). Nanosistemas: maquinaria molecular, fabricación y computación . Nueva York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-57547-4.
- ^ Batelle Memorial Institute y Foresight Nanotech Institute. "Hoja de ruta tecnológica para nanosistemas productivos" (PDF) . Consultado el 23 de febrero de 2013 .
Otras lecturas
- Lenhardt, JM; Ong, MT; Choe, R .; Evenhuis, CR; Martínez, TJ; Craig, SL, Atrapando un estado de transición direccional mediante la extensión de polímeros mecanoquímicos. Ciencia 2010, 329 (5995), 1057-1060