17:04 2022-12-01
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ O cale durabilă pentru fotochimia care necesită energie
_ O cale durabilă pentru fotochimie care necesită energie
Multe procese fotochimice se bazează pe lumina UV din surse de lumină ineficiente sau toxice pe care tehnologia LED nu le poate înlocui din motive tehnice. O echipă internațională de oameni de știință condusă de profesorul Christoph Kerzig de la Universitatea Johannes Gutenberg Mainz (JGU) din Germania și profesorul Nobuhiro Yanai de la Universitatea Kyushu din Japonia a dezvoltat acum primul sistem molecular pentru conversia luminii albastre în fotoni UV de înaltă energie cu lungimi de undă. sub 315 nanometri.
Acești fotoni din așa-numita gamă UVB sunt esențiali pentru numeroase procese fotochimice în contextul conversiei luminii în energie, al dezinfectării sau chiar al aplicațiilor de tratare a apelor uzate. Cu toate acestea, lumina soarelui nu poate furniza fotoni UVB, iar generarea lor artificială se bazează de obicei pe lămpi cu mercur sau alte alternative extrem de ineficiente.
Noile descoperiri arată că un sistem de conversie ascendentă a fotonilor fără metale (UC) poate transforma vizibilul disponibil ușor. lumina în fotoni UVB. Prin urmare, această descoperire poate fi privită ca o abordare mai ecologică. Aplicațiile inițiale fără mercur au fost deja demonstrate în laborator.
Cercetare colaborativă cu o lungă tradiție
Ambele grupuri de cercetare au început să lucreze la conversie ascendentă în urmă cu câțiva ani. UC este un proces în care absorbția a doi fotoni de energie inferioară duce la emisia unui foton de energie mai mare. Această tehnică a fost dezvoltată pentru a crește eficiența celulelor solare, în principal prin conversia fotonilor cu energie scăzută în regiunea infraroșu.
„În contrast, fotonii UV foarte energici sunt la îndemână atunci când lumina albastră este folosită ca sursă de energie”, a explicat profesorul Kerzig de la Departamentul de Chimie de la Universitatea Mainz.
Moleculele personalizate au fost pregătite în Mainz și caracterizate cu un nou dispozitiv laser la scară largă instalat recent în grupul Kerzig. Mai mult, tehnici spectroscopice speciale din laboratorul profesorului Nobuhiro Yanai au fost aplicate sistemului UC pentru a înțelege performanța acestuia în detaliu.
În timp ce lucrarea actuală reprezintă prima colaborare între grupurile Kerzig și Yanai, chimia departamentele ambelor universități au un program de schimb de studenți bine stabilit. Această nouă colaborare va consolida și mai mult rețeaua dintre Mainz și Kyushu.
Dezvoltarea materialelor reutilizabile de conversie ascendentă
Oamenii de știință au folosit un LED albastru comercial ca sursă de lumină și au exploatat lumina UV generată pentru scindarea legăturilor chimice puternice care altfel ar necesita condiții de reacție foarte dure. Mai mult, folosind configurația laser din Mainz, Ph.D. studentul Till Zähringer a reușit să observe toți intermediarii din mecanismul complex de conversie a energiei.
„Următorul nostru obiectiv este să dezvoltăm materiale reutilizabile pentru aplicații versatile”, a spus profesorul Nobuhiro Yanai.
Grupul său. în Kyushu este bine cunoscut pentru dezvoltarea materialelor fotoactive. Combinația dintre știința materialelor, fotochimie și fotocataliza în cadrul colaborării Kyushu-Mainz va deschide calea pentru acest obiectiv ambițios.
Cercetarea este publicată în jurnalul Angewandte Chemie International Edition.
Comentarii:
Adauga Comentariu