Μια κρυφή μεταβλητή στις χημικές αντιδράσεις θα μπορούσε να κρατά το κλειδί για μια πιο καθαρή και αποδοτική βιομηχανική παραγωγή. Επιστήμονες εντόπισαν έναν άγνωστο μέχρι πρότινος παράγοντα που μπορεί να καθορίσει την επιτυχία ή την αποτυχία μιας χημικής αντίδρασης.
Ελέγχοντας τις απειροελάχιστες μεταβολές της οξύτητας κοντά στα ηλεκτρόδια, οι ερευνητές βελτίωσαν θεαματικά την παραγωγή πολύτιμων χημικών συστατικών, αυξάνοντας το ποσοστό του επιθυμητού προϊόντος από περίπου 16% σε 97%.
Η σημαντική αυτή ανακάλυψη, με επικεφαλής τον καθηγητή Τζέγιουν Ριου (Jaeyune Ryu) του Τμήματος Χημικής και Βιολογικής Μηχανικής του Κολεγίου Μηχανικών του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σεούλ, θα μπορούσε να συμβάλλει ώστε η χημική παραγωγή να γίνει ασφαλέστερη, καθαρότερη και πιο αποδοτική.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο που χρησιμοποιεί οξυγόνο και ηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή ενώσεων που χρησιμοποιούνται στα πλαστικά, τα φάρμακα, τις κόλλες και άλλα υλικά καθημερινής χρήσης, χωρίς να απαιτείται η ξεχωριστή προσθήκη υπεροξειδικών οξειδωτικών.
Η ανακάλυψή τους επικεντρώνεται σε έναν παράγοντα που παραδόξως είχε παραβλεφθεί, ο οποίος ονομάζεται “τοπικό pH” και περιγράφει την οξύτητα ή την αλκαλικότητα στο άμεσο περιβάλλον ενός ηλεκτροδίου.
Ανασχεδιάζοντας έναν χημικό αντιδραστήρα για τον έλεγχο της απόστασης μεταξύ των ηλεκτροδίων και της κίνησης του υγρού μέσα στο σύστημα, η ομάδα βρήκε έναν τρόπο να διαχειρίζεται αυτές τις συνθήκες και να βελτιώνει σημαντικά την απόδοση της αντίδρασης.
Η εργασία επικεντρώθηκε σε δύο σημαντικές οικογένειες χημικών προϊόντων: Τις λακτόνες και τα εποξείδια. Οι λακτόνες είναι απαραίτητες πρώτες ύλες για βιοδιασπώμενα πλαστικά και πολυουρεθάνες, ενώ τα εποξείδια χρησιμοποιούνται για την κατασκευή συγκολλητικών ουσιών, προστατευτικών επικαλύψεων και εποξειδικών ρητινών που συναντώνται σε ηλεκτρονικά υλικά.
Και τα δύο παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο στην παραγωγή φαρμάκων και άλλων εξειδικευμένων χημικών προϊόντων. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο Journal of the American Chemical Society (JACS), ένα από τα κορυφαία περιοδικά χημείας που εκδίδεται από την Αμερικανική Χημική Εταιρεία (ACS).
Η κρυφή χημεία που καθορίζει την επιτυχία ή την αποτυχία μιας αντίδρασης
Η έρευνα βασίζεται σε μια τεχνική γνωστή ως οργανική ηλεκτροσύνθεση, η οποία χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να κατευθύνει αντιδράσεις που παράγουν χημικές ενώσεις με βάση τον άνθρακα. Η προσέγγιση αυτή προσελκύει ολοένα και μεγαλύτερο ενδιαφέρον, καθώς μπορεί να μειώσει την ανάγκη για ορισμένους από τους χημικούς οξειδωτικούς και αναγωγικούς παράγοντες που χρησιμοποιούνται συνήθως στην παραδοσιακή βιομηχανία.
Αυτοί οι παράγοντες βοηθούν στην εξέλιξη των αντιδράσεων δεχόμενοι ή προσφέροντας ηλεκτρόνια, όμως ορισμένοι από αυτούς μπορεί να είναι επικίνδυνοι στον χειρισμό και να παράγουν ανεπιθύμητα απόβλητα. Μέχρι τώρα, το μεγαλύτερο μέρος των προσπαθειών για τη βελτίωση της οργανικής ηλεκτροσύνθεσης επικεντρωνόταν σε γνωστούς παράγοντες, όπως η ηλεκτρική τάση, τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τα ηλεκτρόδια και η σύνθεση του υγρού μέσα στο οποίο πραγματοποιούνται οι αντιδράσεις.
Ωστόσο, οι ερευνητές υποψιάστηκαν ότι ένας σημαντικός παράγοντας είχε παραβλεφθεί: το μικροσκοπικό χημικό περιβάλλον ακριβώς δίπλα σε κάθε ηλεκτρόδιο. Αυτό είναι το σημείο όπου τα μόρια ανταλλάσσουν ηλεκτρόνια και υφίστανται χημικούς μετασχηματισμούς. Αν και το γύρω διάλυμα μπορεί να φαίνεται ομοιόμορφο, οι συνθήκες μέσα σε αυτήν την απειροελάχιστη περιοχή μπορούν να είναι δραματικά διαφορετικές.
Ένας ιδιαίτερα σημαντικός παράγοντας είναι το pH, το οποίο μετρά πόσο όξινη ή αλκαλική είναι μια ουσία. Κατά τη διάρκεια μιας ηλεκτροχημικής αντίδρασης, ιόντα υδρογόνου –γνωστά και ως πρωτόνια– μπορούν να παραχθούν ή να καταναλωθούν στα ηλεκτρόδια.
Εάν αυτά τα ιόντα δημιουργούνται ή απομακρύνονται ταχύτερα από όσο μπορούν να μετακινηθούν μέσα στο υγρό, το pH κοντά στο ηλεκτρόδιο μπορεί να γίνει πολύ διαφορετικό από το pH που μετράται στο υπόλοιπο διάλυμα.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτές οι τοπικές διαφορές μπορούν να επηρεάσουν αρκετά κρίσιμα στάδια μιας αντίδρασης. Μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο παράγονται οι δραστικές μορφές οξυγόνου, να μεταβάλουν τη συμπεριφορά των αρχικών μορίων και ακόμη και να επηρεάσουν το αν τα τελικά προϊόντα θα παραμείνουν σταθερά ή θα αρχίσουν να διασπώνται.
Με άλλα λόγια, μια αντίδραση μπορεί να αποτύχει ακόμη και όταν το γενικό διάλυμα φαίνεται να έχει τις σωστές χημικές συνθήκες.
Ένα πρόβλημα που σαμποτάρει τη Χημεία: Η αόρατη απειλή για χιλιάδες αντιδράσεις
Για να διαπιστώσουν αν το φαινόμενο αυτό εκτείνεται πέρα από τα δικά τους πειράματα, οι ερευνητές εξέτασαν περισσότερες από 600 επιστημονικές εργασίες για την οργανική ηλεκτροσύνθεση που έχουν δημοσιευθεί από το 2010.
Ανακάλυψαν ότι περίπου το 89% των μελετών αφορούσε αντιδράσεις σε ένα ή περισσότερα ηλεκτρόδια, στις οποίες μεταφέρονταν τόσο ηλεκτρόνια όσο και πρωτόνια. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς η κίνηση των πρωτονίων μπορεί να μεταβάλει την τοπική οξύτητα.
Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι οι παραβλεφθείσες διαφορές του pH κοντά στα ηλεκτρόδια θα μπορούσαν να επηρεάζουν ένα ευρύ φάσμα ηλεκτροχημικών αντιδράσεων, και όχι μόνο μερικά εξειδικευμένα παραδείγματα.
Η ομάδα μέτρησε επίσης πόσο ακραίες μπορούν να γίνουν αυτές οι διαφορές. Ακόμη και όταν το γενικό διάλυμα ήταν ουσιαστικά ουδέτερο, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι οι συνθήκες κοντά στην κάθοδο (το ηλεκτρόδιο όπου λαμβάνει χώρα η αναγωγή) θα μπορούσαν να φτάσουν περίπου σε pH 11, καθιστώντας την περιοχή έντονα αλκαλική.
Την ίδια στιγμή, η περιοχή γύρω από την άνοδο (όπου πραγματοποιείται η οξείδωση) θα μπορούσε να αγγίξει περίπου το pH 2,5, δημιουργώντας ένα έντονα όξινο περιβάλλον. Αυτές οι μεταβολές μπορούν να έχουν σοβαρές επιπτώσεις.
Υπό τέτοιες συνθήκες, οι δραστικές μορφές οξυγόνου που απαιτούνται για την κατεύθυνση μιας αντίδρασης ενδέχεται να γίνουν λιγότερο διαθέσιμες. Οι αρχικές πρώτες ύλες μπορούν να αλλάξουν χημική μορφή, ενώ τα νεοσχηματισμένα προϊόντα μπορεί να διασπαστούν πολύ πιο γρήγορα.
Επομένως, η απλή προσαρμογή της οξύτητας ολόκληρου του διαλύματος μπορεί να μην λύνει το πρόβλημα. Αυτό που πραγματικά μετράει είναι το περιβάλλον ακριβώς γύρω από τα ηλεκτρόδια, εκεί όπου συμβαίνει στην πραγματικότητα η χημεία.
Ηλεκτρισμός και οξυγόνο: Η “πράσινη” συνταγή για την παραγωγή πολύτιμων χημικών
Για να αποδείξουν την ανακάλυψή τους, οι επιστήμονες εξέτασαν μια καλά εδραιωμένη χημική διαδικασία που ονομάζεται οξείδωση Baeyer–Villiger. Η αντίδραση αυτή προσθέτει ένα άτομο οξυγόνου σε έναν τύπο οργανικού μορίου που είναι γνωστός ως κετόνη, μετατρέποντάς το σε εστέρα ή λακτόνη.
Οι λακτόνες είναι κυκλικές ενώσεις που χρησιμεύουν ως σημαντικά δομικά στοιχεία για υλικά όπως τα βιοδιασπώμενα πλαστικά και οι πολυουρεθάνες. Παραδοσιακά, η οξείδωση Baeyer–Villiger απαιτεί συχνά εξαιρετικά δραστικές οξειδωτικές χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των υπεροξέων.
Αν και αποτελεσματικές, οι ουσίες αυτές μπορούν να προκαλέσουν δυσκολίες που αφορούν την ασφαλή διαχείριση, τα χημικά απόβλητα και την επεξεργασία των ανεπιθύμητων παραπροϊόντων. Η ομάδα του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σεούλ ανέπτυξε μια διαφορετική προσέγγιση.
Αντί να παρέχουν αυτά τα οξειδωτικά από το εξωτερικό του συστήματος, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ηλεκτρική ενέργεια για να ενεργοποιήσουν αέριο οξυγόνο σε ένα ηλεκτρόδιο. Αυτό παρήγαγε δραστικές μορφές οξυγόνου, ικανές να μεταφέρουν άτομα οξυγόνου στα οργανικά μόρια.
Για να εξακριβώσει από πού προήλθε το οξυγόνο στα τελικά προϊόντα, η ομάδα πραγματοποίησε πειράματα ιχνηθέτησης ισοτόπων. Οι δοκιμές αυτές επιβεβαίωσαν ότι το ενσωματωμένο οξυγόνο προήλθε από το αέριο οξυγόνο και όχι από το νερό.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν επίσης ότι τα δύο ηλεκτρόδια μπορούσαν να συνεργαστούν με έναν σημαντικό τρόπο. Στην κάθοδο, η αναγωγή του οξυγόνου δημιουργεί δραστικές μορφές οξυγόνου που ξεκινούν την αντίδραση μεταφοράς οξυγόνου.
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας μπορεί στη συνέχεια να μετατραπεί ξανά σε δραστικές μορφές οξυγόνου στην άνοδο. Αυτή η συνεργασία συμβάλλει στη διατήρηση της παροχής των δραστικών χημικών μορφών που είναι απαραίτητες για την αντίδραση. Ωστόσο, ολόκληρη η διαδικασία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την οξύτητα κοντά στα ηλεκτρόδια.
Εάν το τοπικό pH πάρει πολύ ακραίες τιμές, η χημική αντίδραση μπορεί να γίνει πολύ λιγότερο αποτελεσματική.
Η απλή αλλαγή στον αντιδραστήρα που εκτόξευσε την απόδοση από το 16% στο 97%
Μόλις οι ερευνητές κατάλαβαν τη σημασία του τοπικού pH, εξέτασαν τρόπους για να το ελέγξουν. Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις σε υπολογιστή και ηλεκτροχημικές μετρήσεις, ανέπτυξαν έναν σχεδιασμό αντιδραστήρα που τοποθετεί τα ηλεκτρόδια πιο κοντά το ένα στο άλλο, επιτρέποντας παράλληλα στον ηλεκτρολύτη –το ηλεκτρικά αγώγιμο υγρό που μεταφέρει τα συστατικά της αντίδρασης– να ρέει ανάμεσά τους.
Η ιδέα ήταν να αποτραπεί η ανάπτυξη ακραίων διαφορών στην οξύτητα. Επειδή η περιοχή κοντά στην άνοδο τείνει να γίνεται όξινη ενώ η περιοχή κοντά στην κάθοδο γίνεται αλκαλική, η προσέγγιση αυτών των περιοχών και η κυκλοφορία του υγρού βοηθά στην εξισορρόπηση των επιδράσεών τους.
Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά. Υπό συνθήκες όπου οι τοπικές διαφορές του pH δεν ελέγχονταν αποτελεσματικά, μόλις το 16% περίπου των παραγόμενων προϊόντων αντιστοιχούσε στην επιθυμητή ένωση-στόχο. Με τον βελτιωμένο σχεδιασμό του αντιδραστήρα, αυτή η εκλεκτικότητα εκτινάχθηκε περίπου στο 97%.
Αυτή η αύξηση της εκλεκτικότητας σημαίνει ότι η αντίδραση έγινε πολύ πιο αποτελεσματική στο να παράγει την επιθυμητή ουσία αντί για ανεπιθύμητα υποπροϊόντα. Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης ότι η αλλαγή στη ροή του ηλεκτρολύτη είχε ισχυρή επίδραση στην παραγωγή. Σε όλο το εύρος των ρυθμών ροής που δοκίμασαν, η ποσότητα του προϊόντος που παρήχθη ανά μονάδα χρόνου αυξήθηκε κατά περίπου 14 φορές από τον χαμηλότερο προς τον υψηλότερο ρυθμό ροής.
Η μείωση της απόστασης μεταξύ των ηλεκτροδίων έπαιξε επίσης καθοριστικό ρόλο. Όταν η απόσταση ανάμεσά τους μειώθηκε από τα 20 mm στα 4 mm, ο ρυθμός παραγωγής αυξήθηκε κατά περίπου 2,2 φορές. Ίσως το πιο αποκαλυπτικό στοιχείο ήταν αυτό που συνέβη όταν δεν επιτράπηκε η ροή του υγρού.
Αν και η εφαρμοζόμενη τάση και η σύνθεση του διαλύματος παρέμειναν αμετάβλητες, οι ερευνητές δεν έλαβαν σχεδόν καθόλου από το επιθυμητό προϊόν. Αυτό απέδειξε πόσο σημαντικό μπορεί να είναι το άμεσο χημικό περιβάλλον.
Η επιτυχία μιας ηλεκτροχημικής αντίδρασης εξαρτάται από πολλά περισσότερα στοιχεία πέρα από τα συστατικά, την τάση και τα υλικά των ηλεκτροδίων. Ο φυσικός σχεδιασμός του αντιδραστήρα και οι μικροσκοπικές συνθήκες που αυτός δημιουργεί μπορούν να αποδειχθούν εξίσου κρίσιμης σημασίας.
Εφαρμογές που αλλάζουν το μέλλον: Από τα βιοδιασπώμενα πλαστικά μέχρι τα φάρμακα και τα ηλεκτρονικά
Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέτασαν αν η προσέγγισή τους θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή διαφορετικών ειδών χρήσιμων χημικών προϊόντων. Χρησιμοποιώντας τις βελτιστοποιημένες συνθήκες τους, συνέθεσαν με επιτυχία λακτόνες από 18 διαφορετικές ενώσεις κετονών. Ένα σημαντικό παράδειγμα ήταν η ε-καπρολακτόνη, την οποία παρήγαγαν με απόδοση 82%.
Αυτή η ένωση αποτελεί την πρώτη ύλη για την πολυκαπρολακτόνη, ένα βιοδιασπώμενο πολυμερές που χρησιμοποιείται σε ιατρικές εφαρμογές, όπως τα χειρουργικά ράμματα και τα συστήματα χορήγησης φαρμάκων. Οι ερευνητές εφάρμοσαν επίσης τη στρατηγική ελέγχου του τοπικού pH στην παραγωγή εποξειδίων, λαμβάνοντας επιτυχώς προϊόντα από έξι διαφορετικές πρώτες ύλες αλκενίων.
Τα εποξείδια αποτελούν σημαντικά συστατικά σε κόλλες, επικαλύψεις επιφανειών και εποξειδικές ρητίνες που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά. Αποτελούν επίσης πολύτιμα ενδιάμεσα προϊόντα για την παραγωγή φαρμάκων και εξειδικευμένων χημικών προϊόντων.
Συνολικά, αυτά τα πειράματα έδειξαν ότι ο έλεγχος του μικροσκοπικού περιβάλλοντος γύρω από τα ηλεκτρόδια θα μπορούσε να έχει εφαρμογές που ξεπερνούν κατά πολύ μια μεμονωμένη αντίδραση. Τα ευρήματα υποδηλώνουν έναν δυνητικά ευέλικτο τρόπο για τη βελτίωση της παραγωγής πολλών εμπορικά σημαντικών χημικών συστατικών.
Προς μια καθαρότερη και πιο βιώσιμη χημική βιομηχανία
Μία από τις πιο υποσχόμενες πτυχές της τεχνικής είναι ότι χρησιμοποιεί οξυγόνο και ηλεκτρική ενέργεια, μειώνοντας παράλληλα την ανάγκη για εξωτερικά προστιθέμενα υπεροξειδικά οξειδωτικά. Οι αντιδράσεις πραγματοποιούνται επίσης σε θερμοκρασία δωματίου και υπό κανονική ατμοσφαιρική πίεση, αποφεύγοντας την ανάγκη για ξεχωριστό εξοπλισμό θέρμανσης ή συμπίεσης του συστήματος. Αυτά τα χαρακτηριστικά θα μπορούσαν να καταστήσουν ορισμένες χημικές διεργασίες απλούστερες και δυνητικά ασφαλέστερες.
Καθώς ο ηλεκτρισμός παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια για την κατεύθυνση των αντιδράσεων, η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε τελικά να συνδυαστεί με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, υποστηρίζοντας μια πιο βιώσιμη χημική παραγωγή. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα φαρμακευτικά συστατικά και άλλα εξειδικευμένα χημικά προϊόντα υψηλής αξίας θα μπορούσαν να αποτελέσουν ιδιαίτερα υποσχόμενες εφαρμογές. Αυτά τα προϊόντα απαιτούν συχνά προσεκτικό έλεγχο των συνθηκών αντίδρασης και αυστηρά μέτρα ασφαλείας.
Οι ηλεκτροχημικές μέθοδοι ενδέχεται να προσφέρουν πλεονεκτήματα, περιορίζοντας την ανάγκη χειρισμού επικίνδυνων οξειδωτικών παραγόντων και επιτρέποντας δυνητικά την παραγωγή σε σχετικά συμπαγή εξοπλισμό. Ωστόσο, η τεχνολογία αυτή δεν είναι ακόμη έτοιμη για ευρεία βιομηχανική χρήση. Θα απαιτηθεί περαιτέρω βελτιστοποίηση και δοκιμές σε μεγαλύτερη κλίμακα παραγωγής, προκειμένου να διαπιστωθεί εάν τα εργαστηριακά αποτελέσματα μπορούν να αναπαραχθούν με οικονομικό και αξιόπιστο τρόπο στην εμπορική παραγωγική διαδικασία.
Ένας νέος τρόπος να σκεφτόμαστε τις χημικές αντιδράσεις
Πέρα από τις άμεσες εφαρμογές της, η ανακάλυψη αυτή προσφέρει μια διαφορετική οπτική γωνία για τον τρόπο με τον οποίο πρέπει να σχεδιάζονται οι ηλεκτροχημικές αντιδράσεις. Παραδοσιακά, οι ερευνητές επικεντρώνονταν στην επιλογή των σωστών αρχικών υλικών, των καταλυτών, των επιφανειών των ηλεκτροδίων, των τάσεων και της σύνθεσης των διαλυμάτων.
Τα ευρήματα της ομάδας του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σεούλ δείχνουν ότι ο έλεγχος του μικροσκοπικού περιβάλλοντος όπου αντιδρούν πραγματικά τα μόρια μπορεί να είναι εξίσου σημαντικός. Αυτό μετατοπίζει την προσοχή προς τον “σχεδιασμό του περιβάλλοντος στο οποίο αντιδρούν πραγματικά τα μόρια”.
Ο καθηγητής Τζέγιουν Ριου (Jaeyune Ryu), ο οποίος επέβλεψε την έρευνα, δήλωσε: “Η μελέτη αυτή μετατρέπει το ‘τοπικό pH’ κοντά στο ηλεκτρόδιο από μια κρυφή μεταβλητή σε μια ελεγχόμενη σχεδιαστική αρχή”. Ο ίδιος πρόσθεσε: “Για να βελτιώσουμε την αποδοτικότητα της οργανικής ηλεκτροσύνθεσης, πρέπει να σχεδιάζουμε όχι μόνο τα υποστρώματα της αντίδρασης και τους καταλύτες, αλλά και το περιβάλλον στο οποίο αντιδρούν πραγματικά τα μόρια”.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η αρχή θα μπορούσε να αποκαλύψει ευκαιρίες για τη βελτίωση και άλλων ηλεκτροχημικών διεργασιών, ιδιαίτερα εκείνων που περιλαμβάνουν τη μεταφορά τόσο ηλεκτρονίων όσο και πρωτονίων. Αντί να αντιμετωπίζουν την τοπική οξύτητα ως μια αναπόφευκτη παρενέργεια, οι μελλοντικοί χημικοί αντιδραστήρες θα μπορούσαν να σχεδιάζονται σκόπιμα με τέτοιο τρόπο ώστε να διατηρούν τις συνθήκες που ευνοούν τις επιθυμητές αντιδράσεις.
Οι πρώτοι συγγραφείς της μελέτης ήταν ο Σονγκχιόν Μιν (Seonghyeon Min) και ο Τζουνγκχούν Λι (Junghoon Lee), αμφότεροι μεταπτυχιακοί φοιτητές στο Τμήμα Χημικής και Βιολογικής Μηχανικής του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σεούλ.
Ο Χάντζου Κιμ (Hanju Kim), ενιαίος μεταπτυχιακός/διδακτορικός φοιτητής, συμμετείχε επίσης, ως συγγραφέας, με τον καθηγητή Ριου να επιβλέπει την έρευνα. Ο Μιν και ο Λι σχεδιάζουν να συνεχίσουν να διερευνούν πώς τα τοπικά περιβάλλοντα αντιδράσεων επηρεάζουν την οργανική ηλεκτροσύνθεση, με στόχο να επεκτείνουν την προσέγγιση αυτή σε ένα ευρύτερο φάσμα χημικών αντιδράσεων και βιομηχανικών διαδικασιών.
Η έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σεούλ, το Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών της Κορέας και το Ινστιτούτο Βασικών Επιστημών (IBS).
