Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Iowa State, Ames Lab researcher hunts for green catalysts

08.03.2011
L. Keith Woo is searching for cleaner, greener chemical reactions.

Anzeige

Woo, an Iowa State University professor of chemistry and an associate of the U.S. Department of Energy's Ames Laboratory, has studied catalysts and the chemical reactions they affect for more than 25 years. And these days, his focus is on green catalysis.


That, he said, is the search for catalysts that lead to more efficient chemical reactions. That could mean they promote reactions at lower pressures and temperatures. Or it could mean they promote reactions that create less waste. Or it could mean finding safer, cleaner alternatives to toxic or hazardous conditions, such as using water in place of organic solvents.

"We're trying to design, discover and optimize materials that will produce chemical reactions in a way that the energy barrier is lowered," Woo said. "We're doing fundamental, basic catalytic work."

And much of that work is inspired by biology.

In one project, Woo and his research group are studying how iron porphyrins (the heme in the hemoglobin of red blood cells) can be used for various catalytic applications. Iron porphyrins are the active sites in a variety of the enzymes that create reactions and processes within a cell. Most of the iron porphyrin reactions involve oxidation and electron transfer reactions.

Because the iron porphyrins of biology have evolved into highly specialized catalysts, Woo and his research group are studying how they can be used synthetically with the goal of developing catalysts that influence a broader range of reactions.

"We've found porphyrins are capable of doing many reactions – often as well, or better, or cheaper than other catalysts," Woo said.

Another project is using combinatorial techniques to accelerate the development, production and optimization of catalysts. Woo and his research group are using molecular biology to quickly screen a massive library of DNA molecules for catalyst identification and development. The goal is to create water-soluble catalysts for organic reactions.

"Combinatorial approaches such as these have been applied to drug design, but their use in transition metal catalyst development is in its infancy," Woo wrote in a summary of the project.

A third project is looking for catalysts that allow greener production of lactams, which are compounds used in the production of solvents, nylons and other polymers. Commercial lactam production traditionally uses harsh reagents and conditions, such as sulfuric acid and high temperatures, and also creates significant wastes.

Woo, in collaboration with Robert Angelici, a Distinguished Professor Emeritus of Chemistry, has found a gold-based catalyst that eliminates the need for the acid and high pressure and also eliminates the wastes. The Iowa State Research Foundation Inc. is seeking a patent on the technology.

And, in a fourth project, Woo is working to understand the chemistry behind the chemical reactions that create bio-oil from the fast pyrolysis of biomass. Fast pyrolysis quickly heats biomass (such as corn stalks and leaves) in the absence of oxygen to produce a liquid bio-oil that can be used to manufacture fuels and chemicals.

Woo's projects are supported by grants from the National Science Foundation, the U.S. Department of Energy, Iowa State's Institute for Physical Research and Technology, Iowa State's Bioeconomy Institute, and the National Science Foundation Engineering Research Center for Biorenewable Chemicals based at Iowa State. Woo's research team includes post-doctoral researcher Wenya Lu and doctoral students B.J. Anding, Taiwo Dairo, Erik Klobukowski and Gina Roberts.

Sit down with Woo and he'll call up slide after slide of the chemical equations that describe chemical reactions.

And before long he's describing how catalysts are discovered these days.

"The traditional way to develop catalysts was very Edisonian – one experiment at a time," Woo said. "It was all by trial and error."

Now, with high-throughput approaches, Woo said his research group is able to quickly test a reaction using one hundred trillion different catalysts.

And that, Woo said, is "helping us find less expensive and more environmentally friendly materials and conditions to perform these catalytic reactions."

L. Keith Woo | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.iastate.edu

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Newly discovered breast milk antibodies help neutralize HIV
23.05.2012 | Duke University Medical Center

nachricht Scientists unravel role of fusion gene in prostate cancer
23.05.2012 | New York- Presbyterian Hospital/Weill Cornell Medical Center/Weill Cornell Medical College

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Im Focus: Mikroben kennen nur eine Konstante: Veränderung!


Ein neuer Sonderforschungsbereich (SFB) an der Philipps-Universität geht der einzigartigen Fähigkeit von Mikroorganismen auf den Grund, sich ständig an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert den SFB 987 mit dem Titel "Mikrobielle Diversität in der umweltabhängigen Signalantwort" in den kommenden vier Jahren mit voraussichtlich mehr als sieben Millionen Euro.

„Die erfolgreiche Beantragung des neuen Sonderforschungsbereichs belegt einmal mehr die exzellenten wissenschaftlichen Leistungen im Bereich der Mikrobiologie am Standort Marburg“, erklärt Professor Dr. Frank Bremmer, der Marburger Uni-Vizepräsident für Forschung. „Die Einrichtung des SFB wird Marburgs Stellung als zentraler Ort der mikrobiologischen Forschung festigen und deren internationale Sichtbarkeit weiter erhöhen.“ ...

Im Focus: Schnelles Korallensterben


Erosion in tropischen Küstenregionen führt zum schnellen Tod der Korallen

Die Farbigkeit, Vielfalt und Exotik der tropischen Korallenriffe fasziniert viele Menschen weltweit. Und doch sind es die Folgen unserer Zivilisation, die dieses fragile Ökosystem bedrohen durch Klimaerwärmung, Sauerstoffmangel und Ozeanversauerung. Fortschreitende Industrialisierung, Waldrodungen und intensive Landwirtschaft in küstennahen Gebieten führen zu Erosion und verändern die Lebensbedingungen im Meer dramatisch.

Jetzt ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Komplexität beherrschen

23.05.2012 | Energie und Elektrotechnik

Nano-Müll lässt sich nicht verbrennen

23.05.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Nea Kameni volcano movement captured by Envisat

23.05.2012 | Geowissenschaften

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Jeder Mensch ist anders - Nutzen der individualisierten Medizin

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

14th Leibniz Conference of advanced science „Sensorsysteme 2012“

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Exklusive Kontakte beim Investforum

23.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp