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Is there mechano in Mechanochemistry?

Description du projet

Remettre en question le concept de base de la mécanochimie

Avec des applications dans tous les domaines de la chimie de synthèse, la mécanochimie est un domaine émergent au vaste potentiel. Il élimine le besoin de solvants conventionnels, ce qui rend les processus chimiques plus respectueux de l’environnement. Le concept repose sur le principe selon lequel les billes de broyage qui entrent en collision transfèrent de l’énergie mécanique aux réactifs, ce qui déclenche leur réactivité. Remettant en cause ce concept, le projet Mecha-NO-Chem financé par le CER soutient que la plupart des réactions chimiques qualifiées de mécano-chimiques sont en fait initiées par un mélange intensif sous contrôle thermique et non par l’absorption d’énergie mécanique. Le projet vise donc à établir une nouvelle classification des réactions ostensiblement mécanochimiques, en les classant en fonction du mélange et de l’énergie thermique et mécanique. Pour ce faire, l’équipe créera des méthodes permettant d’isoler et de quantifier ces trois paramètres.

Objectif

At present, mechanochemistry is transferring an ever-growing number of chemical reactions from conventional wet-chemical procedures into the solid-state environment of ball mills. As an electrified and largely solvent-free synthesis concept, it addresses the call for greater sustainability in chemistry, while simultaneously unrevealing a widely unexplored academic frontier with often markedly different product selectivities.
Applied in organic and inorganic chemistry, in the synthesis of polymers and biomolecules, the idea almost always revolves around the concept that colliding milling balls transfer mechanical energy to reactants, thereby initiating their reactivity. This concept is reflected in the definition of mechanochemistry by IUPAC as 'chemical reactivity initiated by the absorption of mechanical energy'.
This project challenges the core of this definition, hypothesizing that the majority of what is denoted as mechanochemical is not initiated by the absorption of mechanical energy at all. This project is groundbreaking as it aims to change the self-conception of a discipline.
It develops a new classification for seemingly mechanochemical reactions - the triangle of mechanochemistry, which categorizes reactions based on mixing, thermal- and mechanical energy. I hypothesize that most reactions designated as mechanochemical are not driven by mechanical energy, but by intensive mixing, still operating under thermal control near room temperature.
I will develop methods to isolate and quantify these three parameters in mechanochemical reactions and locate latter in the triangle of mechanochemistry.
This project will explore the reasons behind mechanochemical reactivity challenging the fundament a whole discipline is built on its current definition. Precisely this knowledge on the underlying principles of mechanochemistry is pivotal to sophisticate and foster reliability within this expanding discipline and to remove it from the realm of black-box chemistry.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

RUHR-UNIVERSITAET BOCHUM
Contribution nette de l'UE
€ 1 999 605,00
Adresse
UNIVERSITAETSSTRASSE 150
44801 Bochum
Allemagne
Région
Nordrhein-Westfalen Arnsberg Bochum, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 999 605,00

Bénéficiaires (1)