绘制催化中心的三维结构有助于设计新的和改进的催化剂

 
可以将风景图像的3D结构(左上)与催化剂的3D图像(右上)进行比较。类似地，可以将地理图(左下)与立体图(右下)进行比较，从而山的崎terrain地形类似于立体图上的受阻红色区域。信用：劳拉·法利文(Laura Falivene)许多化学过程都依赖催化剂来促进反应，这些反应原本进行得非常缓慢，甚至根本没有进行。 KAUST开发了一种通过计算机辅助设计直观地表示催化剂结构的创新程序，正在帮助研究人员制造更好的催化剂。
该软件生成地形立体地图，由KAUST催化研究中心的Luigi Cavallo的研究小组开发。现在可以在线免费获得所需的源代码。
来自65个国家的科学家已经使用了该界面的Web应用程序，据博士后研究员Laura Falivene报道，他们经常拜访KAUST研究人员以获取更多信息。该小组现在已经发表了一篇观点文章，详细解释了地形立体图的创建和使用。
Falivene说：“可视化的功能在化学中具有巨大的价值，因为化学需要花费大量时间来想象我们看不到的事物。”
每个图都使用颜色编码来传达形成催化剂功能中心的化学基团的三维几何形状，称为催化袋(参见图像)。生成图谱的数据可以来自多种技术，例如X射线晶体学和量子力学计算，这些技术可指示催化腔中每个原子的身份和位置。
这有助于研究人员更好地了解已知催化剂的功能，同时还指导探索化学修饰方法，这些化学修饰方法可以调节结构以制造出更好的催化剂。
Falivene解释说：“我们正在实验和计算方法之间架起一座重要的桥梁。”她补充说，地形立体图的日益普及帮助其他化学家认识到像她这样的理论化学家所做的工作的重要性。
她说：“使用地图说明了将实验方法与理论方法相结合的重要性，这比我的口语所能做到的要好。” “它们可以与任何种类的催化剂一起使用，从简单的有机分子促进的反应性到过渡金属络合物和大型金属酶(其中金属都存在于蛋白质中)促进的反应性。”金属酶催化生命中一些最关键的反应。
KAUST的工作将继续改进该方法，包括开发机器学习方法以快速筛选可能的新催化剂的潜力。
Falivene说：“这篇观点文章很重要，因为它正式说明了该主题的有效性和价值。”她将其描述为一个新的起点，它将早期的，非正式的成就汇聚在一起，以促进地图的广泛使用和进一步发展。