Le professeur adjoint Semin Lee et son équipe de recherche ont reçu une subvention de recherche de trois ans de la National Science Foundation pour explorer de meilleurs catalyseurs pour la métathèse alcyne et les méthodes d’enseignement de la réalité virtuelle.

Grâce à leurs recherches, Lee et son équipe visent à aider les scientifiques à synthétiser plus facilement des molécules organiques; en outre, ils prévoient de développer davantage les méthodes d’enseignement de la réalité virtuelle pour enseigner aux étudiants les molécules.

En chimie, Lee a déclaré que la métathèse signifie que deux atomes liés ensemble peuvent échanger des paires de liaisons avec d’autres atomes. Si la métathèse implique la rupture et la réforme des triples liaisons carbone-carbone, on parle de métathèse alcyne.

Lee a dit que si les molécules étaient des morceaux de Lego, des liaisons normales carbone-carbone sont formées en collant des morceaux de Lego ensemble; si quelqu’un fait une erreur en fabriquant son ensemble Lego préféré, il est coincé avec la mauvaise structure et doit le jeter. Cependant, la métathèse alcyne peut desserrer la colle afin que l’on puisse facilement corriger les erreurs.

Il a déclaré que ce type de capacité de «correction d’erreur» est la marque de la métathèse et qu’il permet aux chimistes de synthétiser facilement des molécules complexes en grandes quantités.

«Si vous utilisez une réaction chimique normale où vous formez simplement une liaison et qu’ils ne se séparent pas, vous pouvez former des produits secondaires indésirables», a déclaré Lee. «Ce que la métathèse alcyne peut faire est – tLe catalyseur peut passer entre les deux et briser ces liens, puis le faire réformer. C’est une réaction très productive. »

Lee a déclaré que les triples liaisons carbone-carbone sont connues pour conduire très bien l’électricité. Les chimistes utilisent depuis longtemps des composés riches en alcynes dans les appareils électroniques tels que les écrans OLED et les appareils électroniques flexibles.

En outre, Lee a déclaré que les alcynes sont rigides et droits, ce qui en fait des composants populaires pour la construction de matériaux poreux capables de capturer les gaz à effet de serre et d’autres types de polluants. De meilleurs catalyseurs de métathèse d’alcyne peuvent faire des progrès supplémentaires dans ces domaines.

Les triples liaisons carbone-carbone sont fortes et nécessitent un catalyseur métallique hautement réactif pour les briser et les reformer. En raison de leur haute réactivité, les catalyseurs de métathèse d’alcyne peuvent également réagir avec de petites quantités d’eau dans l’air et devenir inactifs, a déclaré Lee.

«Notre objectif ultime serait de développer un meilleur catalyseur qui peut être stable dans l’air afin que tout le monde puisse l’utiliser», a déclaré Lee. «Actuellement, si vous voulez faire cette réaction, vous devez le faire dans un état totalement exempt d’air / d’humidité – ce n’est pas un catalyseur convivial. »

Après avoir reçu son doctorat. à l’Université d’Indiana et en tant que boursier postdoctoral Beckman à l’Université de l’Illinois, Lee a commencé comme professeur adjoint à LSU en 2017. Richard Thompson, un expert en développement de catalyseurs, a rejoint le groupe en 2018. Ils ont travaillé ensemble pour soumettre leur subvention de recherche à la National Science Foundation en septembre 2019 et ont été officiellement décernés le 22 juillet 2020.

«C’était assez surprenant que nous l’ayons obtenu lors de notre première tentative», a déclaré Lee. «Obtenir une subvention de la NSF n’est pas une tâche facile de nos jours, mais nous l’avons obtenu lors de notre premier essai, nous en avons donc été très reconnaissants.»

Lee est également un passionné de réalité virtuelle. Depuis l’achat de son premier appareil VR en 2016, il a vu son potentiel pour être utilisé dans l’enseignement de la chimie. La subvention NSF soutiendra également son objectif de mettre en œuvre la RV dans ses cours de chimie organique.

Lee utilise la réalité virtuelle pour aider ses étudiants à mieux comprendre la chimie. Il a dit que parfois une image plate bidimensionnelle dans un manuel peut être trompeuse. En réalité virtuelle, les molécules peuvent être devant les élèves et ils peuvent les contrôler comme s’il s’agissait d’objets réels.

« Vous avez une totale liberté pour les saisir, les tordre, les faire pivoter, les étirer ou les rétrécir », a déclaré Lee. « Ainsi, vous pouvez observer la molécule de n’importe quelle direction ou angle que vous voulez. Cela permet aux étudiants de comprendre intuitivement la nature tridimensionnelle des molécules. »

Avant la pandémie, Lee a également assisté à des événements de sensibilisation K-12, où il a présenté la chimie et les molécules à de jeunes étudiants en utilisant la réalité virtuelle.

«Les petits enfants ne savent généralement pas ce qu’est une hémoglobine, mais ils s’amusent beaucoup à marcher à l’intérieur.»

Lee laisse les enfants partir à la chasse au trésor pour repérer tous les sites de fer qui s’accrochent aux molécules d’oxygène. Ensuite, il explique que ceux-ci sont dans le sang et transportent de l’oxygène dans tout le corps.

« Beaucoup d’entre eux ont semblé très intrigués lorsqu’ils ont appris que la molécule dans laquelle ils venaient d’entrer faisait quelque chose de très important dans leur corps », a déclaré Lee.

L’équipe de recherche de Lee comprend Thompson, quatre étudiants diplômés et deux étudiants de premier cycle. Parmi l’équipe de recherche de Lee figurent Sajila Tanha et Marvin Stewart, deux étudiants diplômés directement impliqués dans le projet de catalyseur.

Après avoir obtenu son diplôme de premier cycle à l’Université de Dhaka au Bangladesh, Tanha a postulé au doctorat LSU. programme et l’équipe de recherche de Lee. Tanha a déclaré qu’elle était passée de l’étude de la chimie physique à la chimie organique après avoir été fascinée par l’enseignement et la recherche de Lee.

«C’est une nouvelle expérience pour moi en fait et le Dr Lee et le Dr Rick m’aident à apprendre tout cela,» Tanha m’a dit. «Cela a donc été une bonne expérience.»

Marvin Stewart enseignait K-12 à Baker High School avant de rejoindre le Lee Group et de postuler à la Graduate School de LSU. Il a dit qu’il s’était porté volontaire dans le laboratoire de recherche avant d’entrer dans le programme d’études supérieures.

«Donc, après avoir quitté l’enseignement professionnel, j’arrivais au laboratoire et ils me mettaient au courant de ce qu’ils faisaient», a déclaré Stewart. «C’était donc plutôt cool de voir leurs progrès en tant que nouveau groupe et où ils en sont maintenant.»

Lee a déclaré que l’équipe était ravie d’entendre parler de l’attribution de la subvention et que le groupe s’est réuni et a organisé une happy hour Zoom.

«C’était vraiment excitant parce que cela va nous permettre de faire beaucoup plus et le fait que nos recherches et ce que nous faisons sont en fait reconnus et vont quelque part – c’était passionnant », a déclaré Stewart.

Le groupe Lee Zoom Happy Hour, célébrant notre première subvention NSF pic.twitter.com/lqFqSLwHLH

– Lee Group @ LSU (@LeeGroup_LSU) 14 mai 2020