Csupán az Egyesült Államokban évente 10 milliárd dollárt költenek rozsdás alkatrészek cseréjére és korrózióvédelemre.
Mikor Gregory Voth és kollégái ET-rôl beszélnek, nagy valószínûséggel nem Spielberg filmjének kedves kis földönkívülijérôl van szó. Vothnak, aki a University of Pennsylvania elméleti kémikusa, az ET elektrontranszfert jelent, ami a kémia egyik legalapvetôbb folyamata.
"Az egész elektrokémia Faraday-hez nyúlik vissza", mondja Voth . Michael Faraday 19. századi kísérlete – amelyben elektromosságot vezetett keresztül vízen és egyéb anyagokon – az alapja annak a felismerésnek, hogy az anyagokban az elektromosság részecskéi, az elektronok, milyen fontos szerepet játszanak a kémiai reakciókban.
A mindennapi életben sok helyen találkozhatunk az ET-vel. Ezen alapul az autónkban levô akkumulátor és a hordozható magnóban levô elem mûködése. Az ET valószínûleg legismertebb, de nem túl kedvelt jele a barnásvörös fém-oxid, azaz a rozsda. Csupán az Egyesült Államokban évente 10 milliárd dollárt költenek rozsdás alkatrészek cseréjére, valamint korrózióvédelemre. "Képzeljék el, mennyit lehetne megtakarítani, ha találnánk valami hatékonyabb korrózióvédelmi módszert."
Voth kutatásainak ez a célja. Ô és a kollegái az elsôk, akik számítógépes "támadást" hajtottak végre ez ellen a fontos terület ellen. A Pittsburgh Supercomputing Center CRAY C90-es gépe segítségével Vothék nemrégiben fejezték be azokat a számításokat, amelyekkel – a világon elsôként – szimuláltak egy tipikus elektrokémiai reakciót: az elektrontranszfert egy platinaelektródról egy, a körülötte levô vizes oldatban elhelyezkedô vasionhoz. Meglepetésükre arra a megállapításra jutottak, hogy kvantum-módszerek szükségesek a vízben lezajlódó ET folyamatok pontos szimulálásához.
Voth és kollégái további, egyre bonyolultabb rendszerek szimulációjába kezdtek, mint pl. többfajta együttlevô ion szimulációja vagy az elektródfelûlet szimulációja. Az ábrán egy olyan szimuláció egy pillanata látható, amelyben egy klorid ellenion és egy vasion vesz rész, vizes oldatban, platinaelektród közelében. Az ellenion jelenlétével sokkal realisztikusabban lehet leírni az ET reakciók kémiai környezetét. Végsô célként Voth és kollégái olyan szimulációkat szeretnének végezni, amelyekben nagyszámú ion és ellenion vesz részt.
[ Vissza a válogatás listájára]