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西北大学
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哦,不 - 有机化学!

dichtel将聚合物研究人员希望帮助同学们看到有机化学这不只是一个路径,以医学校成年礼;这是一个良好的教育至关重要。

问预先吃药西北,或几乎任何地方,哪个 他们要求最害怕,很多学生将其命名为相同的课程: 有机化学

Will Dichtel化学教授(2015年和麦克阿瑟“天才”)将dichtel希望看到幸存的学生“Orgo”不上跋涉医学院通道只是一个不幸的仪式。 dichtel旨在说服学生学习有机化学这是认识世界的重要的 - 同样重要的,比方说,批判性思维关于 村庄,学习一门新的语言或如何把握复利的作品。

“你不可能是一个受过良好教育的人不理解一些有关准备有机化学,说:” dichtel,37八年后在康奈尔大学将加入教师温伯格在七月。 “有机化学是你摸什么,这是你吃什么,这是你穿什么衣服。所有的化学反应你内心发生的事情是有机化学的一个子集“。 

来说明如何有机的化学物质往往会影响我们的生活,dichtel型材“每日分子”当我教本科生。例如,我展示了抗过敏药Claritin的和CLARINEX(氯雷他定和氯雷他定)之间的相似性,我讲述了这样的故事:当畅销克敏能在2002年去了专利,制造商先灵葆雅知道,低成本的仿制药将很快出现超市货架上。因此该公司推出了新的抗过敏药物 - 价格昂贵,只有处方CLARINEX。 

这两种药物抑制身体的反应,像花粉过敏,而药物是堂兄弟:何时打喷嚏,瘙痒的人啪啪Claritin的,药物的有效成分(氯雷他定) 被代谢成活性ING在CLARINEX(氯雷他定)redient。在他的课前吃药,dichtel说,有一个道德的故事。 “我提出的观点,一些有机化学知识将让他们冷嘲热讽关于处方更昂贵的药物。” 

他dichtel得到灵感,其他从当前事件和日历“每日分子”。如果绿湾包装工超级碗的竞争者是,dichtel解压染料分子威斯康星切达干酪也变成橙色。我标记情人节引入催产素,结合激素。

在这些年里我教有机化学康奈尔大学二年级学生,dichtel说,“走向课程的态度改变了。为什么他们能看到学习一些东西ESTA需要的学生。“

微型框架

作为一个孩子在弗吉尼亚长大,会在他的科学家是如何工作的脑海dichtel而形成的画面:“一个科学家坐在一个房间里,有孤独的折磨思考关于宇宙,并从一些见解出现了。”幸运的是,我必须说,科学证明是比这更有趣。和它的远离孤独。 “在科学是最好的部分是了解和互动与其他科学家,说:” dichtel。 “这是一个非常社会化的企业。”

对于dichtel的集团,该企业是“努力做的事情,还没有做过的事情。”我和他的团队十几个研究生和博士后研究人员利用自己的直觉关于化学打造完全新材料,探究他们的性质和制定各种方法的使用它们。 

这些材料构建,调整它们组成的小分子在低等级丰富元素周期表 - 总是碳,加上其它轻质元素如氢,氮,氧和硼。这些分子连接以形成所谓的聚合物重复单元中的稳定网络。聚合物许多排队就像在一根绳子上的珠子,但dichtel的实验室建立聚合物形成二维那网格或三维支架。这些结构被称为共价有机骨架,或COF的。想象一个这些微小的框架,想象一个蜂窝。再把图片它缩小,所以可以看出,只有通过电子显微镜。 

该框架是充满细孔内,这是什么使得他们有用。所有这些毛孔创建 批量 在一个非常小的空间面积。例如,少量的COF蓬松粉,就足以填满一个镜头玻璃,重一样一美元的钞票,有一个奥林匹克游泳池的面积。 

dichtel该集团已经以各种方式ESTA孔隙中。一个新材料作为起到电池充电,在秒。另一个通过检测由炸药释放的挥发性化合物确实嗅弹犬的工作。

该组的发明属于谱系即开始与创作尼龙的,第一全合成有机聚合物。车型打拔河战尼龙袜首次推出与1939年世界博览会的材料。现在,dichtel和他的团队是在COF的开拓发展,在2005年首次报道“我们已经有百年高分子化学的,并有一类新的聚合物,这只是一个十年老了吗?这真是年轻啊!“dichtel说。 

糖溶液?

dichtel组已经发明在玉米淀粉中发现基于糖另一种多孔材料,这可能有助于解决一个新兴的危机,微量的有机化合物的发现污染公共供水系统即。

当水流过这种新材料这些污染物如农药强烈的相互作用有了它的许多小孔。杂质并未化学键合与物料,而是身体:他们坚持毛孔,这是形如杯子完美尺寸的结合位点。由于聚合物的高表面积允许访问瞬间毛孔污染物,这种情况发生得非常快。

ESTA过程提供了超过活性炭两大优势,目前用于过滤水中广泛。更牢固的有机污染物结合这种新的设备比活性炭,和,11充满污染物的,所述材料可以被冲洗并没有燃烧大量的能量再利用。此外,聚合物的成本是低的:它是一种糖分子(β-环糊精)的常见修饰。上一月14,权威杂志 性质 发现在支付其特色。 

dichtel是如此热心,我已经创建了一个公司把它商业化这种水过滤方法。不过,当他设计了一个研究项目,我认为,关于分子的第一,第二的应用程序。 “我们正在寻找的是我们如何能够使一些我们永远无法之前进行,”我解释道。 “赔率是它要具有该特性是从所谓不同。那么我们要问,那些是什么性质?我常常问我的学生,当他们来到我一个非常原始结果,“什么是最酷的事情你能不能做,如果一切都随着这工作适合您吗?”这就是创意方面的重要组成部分“。

除了监督在他的实验室研究,dichtel花费他写文章,给予建议,教学课程,并在全国各地的会议上发表演讲。无论我的寻址老乡化学家,其他领域或大学二年级学生科学家,我必须想象 他的观众所知道的和他们有什么 没有。一个关键的对象是世界卫生组织监督委员会成员,研究资金。 “这是什么使得实验室去,”我说。 

dichtel自己收到了意想不到的补助金去年秋天:他的麦克阿瑟奖学金授予但不是唯一的赞誉也为$ 625,000无限制拨款,总部位于芝加哥的基础。此外,我已经在康奈尔在他的实验室获得认可的一个更微妙的形式从学生:所有的人(除了那些毕业)将跟随他到西北今年夏天。五年级的研究生学分凯蒂DeBlase dichtel的素质作为导师。 “我总是在那里,让你在正确的轨道上,以确保您的目标正确的问题。我做出肯定,我会见他的学生定期都很基础。我们将看到基本上所有的时间“。 

作为dichtel,我是有乐趣。 “我敢饮誉精神上关于我们正在做的事情。甚至当我在我的办公桌上我不是,我在考虑一些问题或想法“。

当他真正需要的一种逃避,我喜欢 开放水域游泳。 dichtel've听说有西北校园的一大湖以东的地方。我有计划进行调查。  

侧边栏:杂化聚合物 - 聚合物的研究“第三章”

西北大学的研究人员已经开发出很快就可以用来创建人造肌肉,可重复使用的能源来源和自修复材料完全新的混合聚合物。突破发表在一月份的科学杂志上。

关键的新聚合物?这种纳米级的隔间可以被删除,化学再生多次,教授说: 塞缪尔我。 stupp该研究的主要作者。

新材料结合巧妙的两种类型的已知的聚合物的:“超分子聚合物”那些形成有强共价键和那些形成有弱的非共价键,被称为集成的聚合物提供两个不同的“隔室”,它可以滴注有用特点。

“成长的两种类型的聚合物的同时产生一个结构,它是由两个单独生长完全不同的,” Stupp解释。 

Stupp说,新的聚合物可能导致“超级智能补丁用于药物输送,在这里装载在完全相同的车厢补丁随着不同的药物,然后重新加载它当药 是走了;太阳能或材料为其份阳光损坏 可以更换。“它可以用来还可以创建像人造肌肉材料的功能,弯曲和可逆快速正如身体上的肌肉。 

“难道我们的发现改变聚合物的世界,并开始在他们的历史第三章:即的‘杂化聚合物’,” Stupp说。

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