科學家創造出激進的新型鋁，可能取代稀土金屬 | Wonderful Engineering 倫敦國王學院的研究人員開發出一種不尋常的新型鋁，未來可能減少現代工業對稀土和貴金屬的依賴。這一發現集中在高度反應性的鋁基分子上，能夠執行通常由更昂貴的過渡金屬處理的化學轉化。 這項發現發表在《自然通訊》上，描述了一種名為環三鋁烷的化合物的首次報導例子，這是一種由三個鋁原子連接在一起的三角形結構，根據研究，這種分子排列顯示出強反應性和溶液穩定性的罕見組合，使其能夠參與複雜的化學過程而不會崩潰。 鋁是地殼中最豐富的元素之一，且其成本遠低於鉑和鈀等金屬。然而，歷史上它缺乏使過渡金屬在工業化學中不可或缺的靈活催化行為。主導這項研究的克萊爾·貝克威爾博士及其團隊著手探索鋁是否可以被設計成模仿甚至超越這些特性。 他們新創造的鋁三聚體能夠打破強化學鍵，包括分裂氫氣，並能促進乙烯的受控插入和鏈增長，乙烯是一種在化學製造中廣泛使用的關鍵兩碳建築塊。這項工作還產生了五元和七元的鋁-碳環系統，這在之前並未觀察到。 過渡金屬長期以來被描述為催化的工作馬，能夠促進形成藥物、塑料和特種化學品的反應。然而，這些金屬中的許多都很昂貴，開採對環境影響大，且通常來自地緣政治敏感地區。相比之下，鋁的成本大約是貴金屬如鉑的20,000分之一，使其成為可持續化學的有吸引力候選者。 除了簡單地模仿過渡金屬的行為外，新的鋁化學似乎還解鎖了全新的反應途徑。研究人員表示，他們仍處於探索階段，但早期結果表明，這些豐富的材料可能使化學生產更清潔、更具成本效益。 如果進一步開發，這一突破可能會重塑關鍵工業反應的執行方式，用更豐富的替代品取代稀缺金屬，同時擴展合成化學的邊界。