Važnost mehanokemijske reaktivnosti u prebiotičkoj kemijskoj evoluciji i njezin prijenos na održivu kemijsku proizvodnju s niskim emisijama
Glavni istraživač
Projektni prijedlog je usmjeren na istraživanje mehanokemije kao sintetske alternative za nastanak važnih biomolekula poput aminokiselina, šećera, nukleotida i nukleozida u prebiotskoj kemijskoj evoluciji. Projekt će se posebno fokusirati na kemijske reakcije koje izazivaju polemiku među znanstvenicima uključenima u istraživanje porijekla života i prebiotske evolucije, a to su reakcije koje su termodinamički nepovoljne u otopinama, poput nastanka peptida, kompleksnijih saharida, nukleozida ili dijelova lanaca nukleobaza, te kod kojih su prebiotski prihvatljivi reaktanti teško topljivi, kao što je slučaj s reakcijama fosforilacije. Mehanokemijske metode koje će se koristiti će biti mljevenje u kugličnim mlinovima, uz dodatke prebiotski prihvatljivih minerala kao katalizatora i potencijalno malih količina vode ili otopina soli. Dodatno, ispitat će se mehanokemijski procesi nastali mljevenjem uz električne izboje visokog napona, za koje će se izgraditi specijalizirani i jedinstven reaktor. U ovim reakcijama, svojevrsnim proširenjem Miller-Urey eksperimenta (Science, 1953, 528), ispitat će se djelovanje mehaničke sile na plinovite reaktante (jednostavne plinove) ili jednostavne organske molekule na površinama minerala (dodani kao katalizatori), uz visokonaponski električni izboj i svjetlosno ozračivanje. Planirane reakcije će se pratiti in situ tehnikama praćenja poput Ramanove spektroskopije i difrakcije sinkrotronskog zračenja na polikristalnom uzorku, te novo-razvijenih tehnika poput spektroskopije elektronskog spina ili infracrvene spektroskopije. Na temelju stečenih znanja o efektu mineralnih aditiva i mehanokemije na sintezu važnih biomolekula, stečeno znanje će se primijeniti na razvoj zelene sinteze vrijednih kemijskih spojeva, te skaliranje sinteze na gram ili pilot skalu.