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yb体育APP下载—化学开发又添一利器:涂上分子胶,微型相机可实时监测化学反应
 时间 : 2022-08-06  

研究人员制造了一个微型相机,用“份子胶”固定在一路,使他们可以或许及时不雅察化学反映。

该装备由剑桥年夜学的一个团队制造,利用称为葫芦脲 (CB) 的份子胶将称为量子点的细小半导体纳米晶体和金纳米粒子连系在一路。当将要研究的份子添加到水中时,这些成份会在几秒钟内自组装成一个不变、壮大的东西,可以及时监测化学反映。

相机在半导体内搜集光,引诱电子转移进程,如光合感化中产生的那些,可使用连系的金纳米颗粒传感器和光谱手艺进行监测。他们可以或许利用相机不雅察先前理论化但未直接不雅察到的化学物种。

该平台可用在研究各类潜伏利用的普遍份子,例如改良光催化和可再生能源光伏。成果颁发在《天然纳米手艺》杂志上。

年夜天然经由过程自限进程在份子标准上节制复杂布局的组装。但是,在尝试室中摹拟这些进程凡是既耗时又昂贵,而且依靠在复杂的法式。

为了开辟具有出色机能的新材料,我们常常将分歧的化学物种连系在一路,以提出一种具有我们想要的特征的夹杂材料,带领这项研究的剑桥年夜学优素福·哈米德化学系的奥伦·谢尔曼传授说,可是制造这些夹杂纳米布局很坚苦,并且你常常会获得不受节制的发展或不不变的材料。

Scherman 和他来自剑桥卡文迪什尝试室和伦敦年夜学学院的同事开辟的新方式利用葫芦脲——一种与半导体量子点和金纳米粒子强烈彼此感化的份子胶。研究人员利用小型半导体纳米晶体经由过程他们缔造的界面自限堆积进程来节制较年夜纳米粒子的组装。该进程致使发生与光彼此感化的可渗入且不变的夹杂材料。该相机用在不雅察光催化和跟踪光引诱电子转移。

斟酌到组装起来如斯简单,我们对这类新东西的壮大功能感应惊奇,第一作者、一样来自化学系的 Kamil Sokołowski 博士说。

为了制造他们的纳米相机,该团队在室温下将各个yb体育app下载组件和他们想要不雅察的份子添加到水中。之前,当金纳米粒子在没有量子点的环境下与份子胶夹杂时,这些成份会产生无穷堆积并从溶液中脱落。但是,按照研究人员开辟的策略,量子点介导了这些纳米布局的组装,从而使半导体-金属夹杂物节制并限制了它们本身的尺寸和外形。另外,这些布局可以连结不变数周。

这类自限性是使人惊奇的,这不是我们期望看到的,配合作者,一样来自化学系的 Jade McCune 博士说,我们发现可以经由过程添加另外一种纳米颗粒成份来节制一种纳米颗粒成份的堆积。

当研究人员将这些成份夹杂在一路时,该团队利用光谱学及时不雅察化学反映。利用相机,他们可以或许不雅察自由基物种(一种具有未配对电子的份子)的构成和其组装产品,例如西格玛二聚紫罗碱物种,此中两个自由基构成可逆的碳 - 碳键。后一种物种已被理论化,但从未被不雅察到。

人们的全部职业生活生计都在以可控的体例将物资堆积在一路,同时兼任梅尔维尔尝试室主任的谢尔曼说,这个平台将开启普遍的进程,包罗很多对可延续手艺很主要的材料和化学。此刻可以摸索半导体和等离子体纳米晶体的全数潜力,供给同时引诱和不雅察光化学反映的机遇。

斟酌到此刻可使用这类化学方式耦合在一路的金属和半导体构件的数目,这个平台是一个很是年夜的东西箱——它经由过程拍摄受监控的化学系统的快照,为化学反映成像和传感斥地了很多新的可能性,说索科沃夫斯基。设置的简单性意味着研究人员不再需要复杂、昂贵的方式来取得不异的成果。

Scherman 尝试室的研究人员今朝正致力在进一步开辟这些杂交体,以实现人工光合感化系统和(光)催化,此中可以直接及时不雅察电子转移进程。该团队还在研究碳-碳键构成的机制和电池利用的电极界面。

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