Att se klart där andra inte kan – röntgenstrålar avslöjar C-H-aktiveringskatalysatorers födelse och hur de fungerar

Projekttitel: Att se klart där andra inte kan – röntgenstrålar avslöjar C-H-aktiveringskatalysatorers födelse och hur de fungerar
Huvudsökande: Philippe Wernet, kemisk och biomolekylär fysik
Beviljade medel: 4 100 000 SEK för perioden 2025-2028

Att kunna omvandla molekyler är en dröm för människan. Om vi vet hur vi ska göra kan vi ta fram nya läkemedel som kan bota oss från sjukdomar som hittills har varit omöjliga att behandla, vi kan göra nya energikällor tillgängliga eller vi kan tillverka nya lättviktsmaterial. Detta är särskilt attraktivt när vi har stora mängder av molekylerna, när de är billiga. Men ofta är sådana molekyler mycket svåra att omvandla. Anledningen är enkel. De är rikligt förekommande eftersom de inte vill reagera, eftersom de kemiska bindningar som håller dem samman är så starka att de inte lätt kan brytas.

Kolväten är sådana molekyler och metan är ett bra exempel. Vi har stora mängder av det i naturlig olja och gas. Men det är en av de mest stabila molekylerna i världen. Metanbindningarna är mycket starka och det begränsar för närvarande den kemiska industrins intresse för metan och andra kolväten. Hur kan vi bryta bindningarna mellan kol och väte?

Det finns ett knep. Tricket är att använda metallkatalysatorer. Katalysatorn gör att bindningarna mellan kol och väte bryts lätt och utan stora mängder energi. Vi vet att detta trick fungerar eftersom kemister för många decennier sedan har upptäckt material som gör detta trick. Men vi vet inte hur tricket fungerar. Det är här vi kommer in i bilden: Vi vill lära oss hur detta trick fungerar.

Att förstå tricket är en utmaning eftersom vi måste titta på hur atomer och elektroner rör sig i bindningarna. Detta är svårt eftersom atomer och elektroner rör sig inom några miljondelar av en miljarddels sekund och vi tror att vi har en lösning. Vi kommer att använda stora röntgenmaskiner som MAX IV-maskinen i Lund för att observera bindningarna med korta blixtar av röntgenljus. Vi vill förstå tricket och hjälpa våra kemiska och farmaceutiska industrier att kontrollera tricket. Detta kommer att bidra till att skapa nya molekyler för nya läkemedel och nya material för våra samhällen.