نیکل، جایگزینی مناسب برای فلزات گران قیمت در واکنش های شیمیایی
به گزارش ایرنا از نشریه جامعه شیمی آمریکا، «لیویو میریکا» مدیر تیم تحقیقاتی دپارتمان شیمی دانشگاه کالیفرنیا، عنوان کرده است که برای توسعه «شیمی سبز» در قرن حاضر، لازم است روش‌های جدیدی برای سنتز ترکیبات ابداع شود که واکنش‌های سنتزی را در کمترین تعداد مرحله ممکن و با کاتالیزورهای پایدارتری مانند نیکل، به انجام می‌رسانند.
وی «شیمی سبز» را این‌گونه توصیف می‌کند: «شیمی سبز، همان شیمی سازگار با محیط زیست است، بدین معنا که باید با بالا بردن راندمان واکنش‌های شیمیایی، از تولید محصولات جانبی و مواد زائد جلوگیری کرد».
به طور کلی سنتز شیمیایی راه‌حلی مناسب برای تبدیل مواد شیمیایی اولیه به داروهای مفید، محصولات خانگی یا مواد سطح بالاتر است. اما باید توجه داشت که این کار همواره مشکلاتی به همراه دارد؛ از جمله اینکه در چنین واکنش‌هایی علاوه بر تولید محصول مورد نظر، مواد زائد سمی نیز تولید می‌شود و حتی ممکن است شرایط واکنش خاص و خطرناک باشد. به انضمام اینکه شروع این واکنش‌ها معمولا متکی به فلزات گران قیمت و کمیاب است.
مبنای شیمی آلی، ساخت ترکیباتی جدید از اتم‌های کربن است. اما برخی از اتم‌های کربن، به خصوص اتم‌های کربن درگیر در پیوند کربن-هیدروژن بسیار پایدار هستند و برای فعال سازی این پیوند، حضور فلزات الزامی است.
برای این منظور، سالیان زیادی از پالادیم و پلاتین استفاده می‌شد، اما طبیعتا تهیه این فلزات هزینه زیادی دارد. در این میان، نیکل به عنوان یک فلز ارزان‌تر از همان گروه شیمیایی، می‌تواند در واکنش‌های مشابه مورد استفاده قرار بگیرد. طبق اظهار نظر میریکا، می‌توان گفت واکنش‌پذیری نیکل، حتی کمی بیشتر از پالادیم است. بنابراین واکنش آن سریع‌تر و آسان‌تر پیش می‌رود، و در عین حال شیمی واکنش نیز باید شدیدا کنترل شود.
** مولکول شیمیایی چهار وجهی
بتازگی دانشمندان مولکول چهار وجهی جدیدی به نام «لیگاند تترادندیت» طراحی کرده‌اند که ساختار آن شبیه یک دستکش بیس بال، با اتم نیکل در مرکز است. الکترون‌های اتم کربن، پس از اتصال به نیکل آرایش جدیدی پیدا می‌کنند و در این حالت اتم کربن فعال می‌شود.
تعادل مناسب بین پایداری و واکنش‌پذیری این مولکول، سبب شد دانشمندان بتوانند با استفاده از آن، تعداد مراحل واکنش‌های سنتزی را کاهش دهند. به علاوه، واکنش با نیکل در عرض چند دقیقه و در دمای اتاق رخ می‌دهد، در حالی که واکنش سایر فلزات چند ساعت یا چند روز زمان می‌برد و به دماهای بالاتر و شرایط ویژه‌ای احتیاج دارد.
دانشمندان امیدوارند بتوانند نیکل را جایگزین فلزاتی مانند پالادیم کنند که با قیمت 100 دلار به ازای هر گرم، سالیانی دراز در صنایع شیمیایی و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی مورد استفاده بوده‌اند.
** نیکل
نیکل یکی از اجزای اصلی تشکیل‌دهنده شهابسنگ ها به‌شمار می‌آید. شهابسنگ‌های آهن و سیدریت شامل آلیاژهای آهن حدود ۵ تا ۲۰ درصد نیکل هستند.
نیکل تجاری به فرم‌های پنتلاندیت و پیروتیت است و معادن آن در استان اونتاریوی کانادا یافت می‌شود که این ناحیه حدود ۳۰ درصد از نیکل دنیا را تأمین می‌کند. دیگر معادن این عنصر در کالدونیا، استرالیا، کوبا، اندونزی و در مناطق دیگر است.
این عنصر رسانای جریان برق و سطح آن براق و صیقلی است؛ این عنصر از گروه عناصر آهن و کبالت است و آلیاژهای آن قیمت‌های بالایی دارند؛ کاربردهای فراوانی در طبیعت دارد و برای ساخت فولاد ضدزنگ و دیگر آلیاژهای ضدزنگ و خوردگی کاربرد دارد؛ برای ساخت لوله‌های نیکلی و مسی و نیز برای نمک‌زدایی گیاهان و تبدیل آب شور به آب مایع استفاده می‌شود.
نیکل همچنین استفاده‌های فراوانی برای ساخت سکه‌ها و فولاد نیکلی برای زره‌ها و کلیدها دارد.
