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這種新的催化劑旨在向脂肪族碳?xì)浠衔锾砑庸倌軋F(tuán)，脂肪族碳?xì)浠衔锸莾H由氫和碳組成的有機(jī)化合物。這些碳?xì)浠衔锿ǔ２慌c水混合，由于缺乏官能團(tuán)而形成獨(dú)立的層。通過在這些碳?xì)浠衔镦溨屑尤牍倌軋F(tuán)，可以大大改變材料的特性，使其更容易回收。

"天然氣中的甲烷是最簡單的碳?xì)浠衔铮挥刑?氫（CH）鍵。油和聚合物有碳原子鏈，由碳-碳（CC）鍵連接，"Sadow解釋說。

脂肪族碳?xì)浠衔飿?gòu)成了大量的石油和精煉石油產(chǎn)品，如塑料和機(jī)油。這些材料"沒有其他功能團(tuán)，這意味著它們不容易被生物降解，"Sadow說。"因此，長期以來，催化領(lǐng)域的一個目標(biāo)是能夠?qū)⑦@些種類的材料，添加其他原子，如氧氣，或從這些簡單的化學(xué)品中建立新的結(jié)構(gòu)。"

不幸的是，向碳?xì)浠衔镦溙砑釉拥膫鹘y(tǒng)方法需要大量的能量投入。首先，石油被加熱和加壓"裂解"成小的構(gòu)建塊。接下來，這些構(gòu)件被用來生長鏈。最后，在鏈的末端添加所需的原子。在這種新方法中，現(xiàn)有的脂肪族碳?xì)浠衔餆o需裂解，在低溫下就能直接轉(zhuǎn)化。

Sadow的團(tuán)隊(duì)之前使用一種催化劑來打破這些碳?xì)浠衔镦溨械腃C鍵，同時將鋁連接到較小的鏈的末端。接下來，他們插入了氧或其他原子以引入功能團(tuán)。為了開發(fā)一個互補(bǔ)的過程，該團(tuán)隊(duì)找到了一種避免CC鍵斷裂步驟的方法。根據(jù)起始材料的鏈長和產(chǎn)品的理想特性，研究人員想縮短鏈或簡單地添加氧功能團(tuán)。如果能避免CC裂解，原則上可以只把鏈從催化劑轉(zhuǎn)移到鋁上，然后加入空氣來安裝官能團(tuán)。

Sadow解釋說，這種催化劑是通過將一種市售的鋯化合物附著在市售的二氧化硅-氧化鋁上合成的。這些物質(zhì)都是地球上豐富的、廉價的，這對未來潛在的商業(yè)應(yīng)用是有利的。

此外，催化劑和反應(yīng)物在可持續(xù)性和成本方面也很有優(yōu)勢。鋁是地球上最豐富的金屬，所使用的鋁反應(yīng)物的合成不會產(chǎn)生廢棄的副產(chǎn)品。基于氧化鋯的催化劑前體在空氣中是穩(wěn)定的，容易獲得，并在反應(yīng)器中被激活。因此，與很多對空氣極其敏感的早期有機(jī)金屬化學(xué)不同，這種催化劑前體很容易處理。

這種化學(xué)反應(yīng)是朝著能夠影響各種塑料的物理特性的方向邁出的一步，例如使它們更堅(jiān)固和更容易著色

Sadow把這個項(xiàng)目的成功歸功于iCOUP的合作性質(zhì)。埃姆斯國家實(shí)驗(yàn)室的佩拉斯小組利用核磁共振（NMR）光譜學(xué)研究了催化劑結(jié)構(gòu)。康奈爾大學(xué)和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的Coates、LaPointe和Delferro小組研究了聚合物結(jié)構(gòu)和物理特性。伊利諾伊大學(xué)的Peters小組對聚合物功能化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)建模。