机械力是开始化学反应的新方法

 
在球磨中，将化学药品和钢球放入钢罐中，然后剧烈摇动。图片来源：北海道大学研究人员表明，机械力可以启动化学反应，使其比常规方法更便宜，更广泛应用且对环境更友好。
通常，通过加热反应混合物来促进化学反应。在过去的十年中，人们对“光氧化还原催化剂”进行了广泛的研究，这些光催化催化剂可以被可见光激活并实现高度特异性和高效的化学反应。但是，这些反应通常需要大量有害的有机溶剂，使其仅适用于可溶性反应物。
压电材料(例如钛酸钡)在受到机械压力时会产生电势，这就是为什么将它们用于麦克风和打火机的原因。在《科学》杂志上发表的最新研究中，北海道大学化学反应设计与发现研究所(WPI-ICReDD)的伊藤肇(Hajime Ito)和久保田康治(Koji Kubota)领导的研究小组证明，该电势也可用于激活化学反应。 “在我们的系统中，我们利用球磨机提供的机械力来激活压电材料进行氧化还原反应，同时消除了对有机溶剂的使用，”久保田浩二说。他们称其为机械氧化还原反应，而不是光氧化还原反应。
在球磨机研磨之前和之后的反应混合物。在压电材料(BaTiO3)存在下，芳基重氮盐和呋喃发生了机械氧化芳基化反应。 (Kubota K.等人，《科学》，2019年12月19日)鸣谢：Kubota K.等人。 《科学》，2019年12月19日，研究小组证明了由压电材料(BaTiO3)衍生的电势会激活一种称为芳基重氮盐的化合物，从而产生高反应性自由基。自由基可以高效地经历键形成反应，例如芳基化和硼化反应(两者在合成化学中都很重要)。研究小组还表明，用锤子敲打塑料袋中的混合物可以发生硼化反应。
久保田康治说：“这是利用机械感应的压电进行芳基化和硼化反应的第一个例子。” “我们使用球磨机的无溶剂系统使我们能够消除有机溶剂，使反应更易于操作，更环保，甚至适用于无法溶解在反应溶剂中的反应物。”他们还可以回收钛酸钡，并且比光氧化还原反应获得更好的产率，甚至可以进一步提高这种方法的吸引力。
Hajime Ito说：“我们现在正在研究机械产生的电势的可调性。与计算预测一起，我们旨在扩展该技术的适用性。” “我们的目标是补充或至少部分替代现有的光氧化还原方法，并提供一种可用于工业有机合成的环保且经济高效的替代品。”