改变水分子的形状

化学依赖催化剂来加速反应，使化学过程更有效，并控制他们正在生产的产品。但人们并不总是清楚为什么催化剂会以这种方式发挥作用。

一组美国研究人员通过观察被称为沸石的纳米级晶体，揭开了催化之谜的一部分。他们已经证明沸石可以改变水分子的形状和行为。

沸石主要是由铝、硅和氧制成的化合物。它们在化学中作为分子大小的筛子或海绵有很多用途。这是因为沸石晶体的物理结构:它们充满了小孔。这些孔的大小只有一纳米或更小，这使得它们比细菌小一千倍，但对分子来说刚好合适。

沸石也被用来催化化学反应，虽然人们已经知道用水浸泡沸石会改变它们的催化行为，但目前尚不清楚这是如何或为什么发生的。

---

阅读更多关于催化剂的内容宇宙每周,Thomas Maschmeyer的下一个大事件．

---

美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员使用了一些光谱技术来检测几种不同沸石中的水，这些沸石的孔隙直径从0.3纳米到1.3纳米不等。

他们发现，当孔隙小于0.65纳米时，水分子会做一些奇怪的事情。因为它们一次只能一个穿过沸石的孔，所以分子形成了单列链。这些一维链的化学性质与常规的“散装”水不同。

当沸石被用来催化一种叫做“环氧化”的化学反应时，它们的行为也不同。：把一种叫做烯烃成一个环氧．

“我们发现，在沸石孔隙中的小水分子簇附近，化学反应的速率比在没有水或体积状水的沸石中更高，”戴维·弗莱厄蒂(David Flaherty)说，他是描述该研究的论文的合著者，发表在催化性质。

该研究的主要作者丹尼尔·布雷甘特(Daniel Bregante)说:“当链状水结构不得不重组以适应反应分子时，它导致了意想不到的、戏剧性的速率增加。”

“这些发现是理解为什么某些催化剂、溶剂和反应物的组合会比其他组合产生更大的速率的谜题的重要组成部分。”

研究人员说，这些信息将有助于他们在未来设计出更好的催化剂——无论是沸石还是非沸石。