В 20 тысяч раз дешевле платины. Химики создали молекулу алюминия, которая заменит дорогие металлы

Химики из Королевского колледжа Лондона обнаружили необычную форму алюминия, которая может изменить представления о поведении одного из самых распространенных металлов земной коры. Работа указывает на возможную замену редким и дорогим металлам, без которых сегодня трудно представить современную промышленность и многие технологические процессы.

Исследовательская группа под руководством доктора Клэр Бейкуэлл получила крайне реакционноспособные молекулы на основе алюминия. Новые соединения умеют разрывать одни из самых прочных химических связей. Статья в журнале Nature Communications описывает не только высокую реакционную способность, но и молекулярные структуры, которые химики раньше не наблюдали.

Главным результатом стал первый описанный в научной литературе циклотрёхалюман. Такое соединение состоит из трех атомов алюминия, связанных в треугольник. Трехатомная система сочетает необычно высокую реакционную способность со стабильностью в растворах, а такое сочетание в химии встречается нечасто. Благодаря такой устойчивости соединение участвует в разных реакциях, включая расщепление молекулярного водорода и контролируемое присоединение этилена с дальнейшим ростом углеродной цепи. Для химической промышленности этилен служит одним из базовых строительных блоков, поэтому интерес к подобным реакциям вполне понятен.

Значение открытия выходит далеко за пределы академического любопытства. Во многих промышленных процессах химики до сих пор зависят от драгоценных и редких металлов вроде платины и палладия. Добыча и очистка подобных материалов обходятся дорого и нередко наносят заметный вред окружающей среде. По словам авторов работы, алюминий привлек внимание именно благодаря доступности: по оценке исследователей, металл примерно в 20 тысяч раз дешевле платины и палладия.

Команда Бейкуэлл подчеркивает, что задача не сводилась к попытке просто повторить свойства переходных металлов. В ходе экспериментов химики вышли на новые пути реакций и получили соединения с ранее неизвестным уровнем активности. Среди таких продуктов оказались пяти- и семичленные кольца из алюминия и углерода, возникающие при реакции с этиленом. Подобная химия уже не выглядит простой заменой привычных катализаторов и начинает тянуть на самостоятельное направление исследований.

Пока работа остается на ранней стадии, но первые результаты выглядят многообещающе. Если дальнейшие исследования подтвердят практическую ценность найденных соединений, промышленность может получить более дешевый, экологичный и доступный инструмент для химического синтеза. Заодно у материаловедов и химиков появится шанс собрать новые крупные молекулярные структуры с необычными свойствами, а значит открыть дорогу к новым материалам и промышленным продуктам.