Форма фотонанокатализаторов имеет огромное значение

При проектировании наночастиц, которые с помощью света управляют важными химическими реакциями, имеют значение даже точки.

Исследователям из лаборатории нанофотоники университета Райса давно известно, что форма наночастицы влияет на ее взаимодействие со светом. Последние исследования показывают, как форма влияет на способность частицы использовать свет для катализа важных химических реакций.

В сравнительном исследовании аспиранты лаборатории Линь Юань и Минхань Лу с коллегами исследовали наночастицы алюминия с одинаковыми оптическими свойствами, но разной формой.

Самые округлые имели 14 сторон и 24 закругления. Кубические имели 6 сторон и 8 прямых углов. Третьи, которые команда назвала октоподами, тоже имели 6 сторон, но все 8 углов соединялись вогнутыми дугами, а не прямыми.

Все три разновидности могут улавливать энергию света и периодически выделять ее в виде суперэнергетических горячих электронов, способных ускорять каталитические реакции.

Химик Юань провел эксперименты и увидел, насколько хорошо каждая из частиц действует в качестве фотокатализатора для реакции диссоциации водорода. Тесты показали, что с октоподами скорость реакции в 10 раз выше, чем с нанокристаллами с 14 сторонами, и в 5 раз выше, чем с нанокубами. А еще у октоподов выявили более низкую видимую энергию активации, примерно на 45% ниже, чем у нанокубов, и на 49% ниже, чем у нанокристаллов.

— Эксперименты показали, что более острые углы повышают эффективность, заметил Юань, соавтор опубликованного в издании ACS Nano исследования. — У октоподов углы — примерно 60 градусов, у кубов — 90 градусов, а у округлых наночастиц углы и вовсе тупые. Чем острее угол, тем выше эффективность реакции. Величину угла ограничивает лишь химический синтез. Это будут всегда одиночные кристаллы определенной структуры, которые не получится постоянно делать все более острыми.

Физики Лу подтвердил результаты каталитических экспериментов, разработав теоретическую модель процесса переноса энергии горячих электронов между светоактивированными наночастицами алюминия и молекулами водорода.

— Мы вводим длину волны света и форму частиц, сказал Лу. — Используя эти два аспекта, мы сможем точно спрогнозировать, какая именно форма производит лучший катализатор.

Данная работа — часть постоянных усилий лаборатории в области «зеленой химии», направленных на разработку коммерчески жизнеспособных светоактивируемых нанокатализаторов, коорые с хирургической точностью вводят энергию в химические реакции.

Ранее лаборатория представила катализаторы для получения этилена и сингаза, расщепления аммиака для производства водородного топлива и для разложения «вечных химикатов».

— Исследование показывает, что форма фотокатализатора  — это еще один конструктивный элемент, который разработчики могут использовать для создания фотокатализаторов с более высокой скоростью реакции и более низкими барьерами активации, заключил профессор Халас.

20.09.2020




Нано



Форма фотонанокатализаторов имеет огромное значениеФорма фотонанокатализаторов имеет огромное значен...

При проектировании наночастиц, которые с ...

Выбор условий для измерения размера макромолекул методом динамического рассеяния светаВыбор условий для измерения размера макромолекул ...

Исследовано изменение размера растущих молекул...

Старые добрые нанотрубки борозды не испортятСтарые добрые нанотрубки борозды не испортят

Кристаллы из ультратонких углеродных нано...

Ученые придумали, как усилить свойства композитовУченые придумали, как усилить свойства композитов

Материаловеды из политехнического институ...

Носимую электронику больше не будут клеить на тканьНосимую электронику больше не будут клеить на тка...

Стремление создать доступную, прочную и м...

Поляризованный свет необычно влияет на золотые наночастицыПоляризованный свет необычно влияет на золотые на...

Ученые из университета Райса в ходе ...

Светящиеся растения из Аватара появятся на ЗемлеСветящиеся растения из Аватара появятся на Земле

Все помнят эти удивительные люминесцентны...

Создан нанолазер, который меняет цвет как хамелеонСоздан нанолазер, который меняет цвет как хамелео

Новинка позволит продвинуться в области г...

Разработана искусственная кожа на основе графенаРазработана искусственная кожа на основе графена

Исследователям из Университета Глазго уда...

Печатные электронные устройства сделают вечнымиПечатные электронные устройства сделают вечными

Группа инженеров из Калифорнийского униве...

Графен поможет выращивать уникальные двумерные полупроводникиГрафен поможет выращивать уникальные двумерные по...

Новый метод производства позволит получать дву

Молекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ультразвукМолекулы Лего помогли ученым усовершенствовать ул...

Во всем мире ультразвуковая визуализация приме...

Эффективность не измеряется измерениямиЭффективность не измеряется измерениями

В это сложно поверить, но не вс...

Самосборку нанокристаллов можно увидеть вживуюСамосборку нанокристаллов можно увидеть вживую

Превращение простых коллоидных частиц &md...

Самое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с волнойСамое маленькое в мире радио вибрирует в унисон с...

Физики из Калифорнийского университета в&...

Создан очень гибкий и эластичный материал из нанотрубокСоздан очень гибкий и эластичный материал из нано...

Китайские ученые создали инновационный материа...

Покрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и молнийПокрытие из нанолент защитит самолеты от наледи и...

Тонкое покрытие, состоящее из нанолент гр...

Теплопроводностью можно управлять с помощью наноструктурТеплопроводностью можно управлять с помощью нанос...

Теплопроводность — знакомое каждому...

Белый графен поможет раскрыть потенциал черного графенаБелый графен поможет раскрыть потенциал черного г...

Изготовление идеального монослоя так назы...

Создана наносубмарина с ультрафиолетовым приводомСоздана наносубмарина с ультрафиолетовым приводом

Наносубмарины хотя и не совсем готов...

Для повышения предела чувствительности спектроскопии ученые смяли наночастицыДля повышения предела чувствительности спектроско...

Увеличив площадь поверхности графен-золотых на...

Казанские ученые представили нанокомпозит исключительно для наружного примененияКазанские ученые представили нанокомпозит исключи...

Публикация исследователей из Казани и&nbs...

Генераторы углеродных нанотрубок давно среди насГенераторы углеродных нанотрубок давно среди нас

Ученые предположили, что, возможно, автомобили...

Доказана возможность использования наноколец в солнечных батареяхДоказана возможность использования наноколец в со...

Когда Рамеш Джасти начал изготавливать крошечн...

Созданы моторчики, которые заводятся от обычного светаСозданы моторчики, которые заводятся от обычного ...

Удивительно, но это факт: чтобы акти...

Совершен прорыв в области левитирования нанообъектовСовершен прорыв в области левитирования нанообъек...

Исследователи из Рочестера впервые добили

Открыт синтез нового наноматериалаОткрыт синтез нового наноматериала

Сотрудники технического университета Луизианы ...

Как наноцентр помогает ученым улучшать мирКак наноцентр помогает ученым улучшать мир

Вот уже год Центр нанотехнологий Рес...

Ученые намерены масштабировать производство диэлектриков для хранения энергииУченые намерены масштабировать производство диэле...

Простые в изготовлении, дешевые, легкие, ...

Поиск на сайте

СМИ сегодня досталось особенно сильно, а потому редакция обращается к самым преданным своим читателям за помощью. Даже малый вклад может помочь в развитии сайта. Заранее большое спасибо вам всем.

Магазин

  
Kingston HyperX 3K 240GB (SH103S3/240G)8290.00 руб.

Знатоки клуба инноваций



ТОП - Новости мира, инновации

Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?Наземные беспилотные роботы: будущее или настоящее?
Мастерские инноваций открылись в Казани на три дняМастерские инноваций открылись в Казани на три дня
Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?Достаточно ли часа зарядки для нормального веса?
Незнание языков – не помеха для успехаНезнание языков – не помеха для успеха
Инвестиции в инновации: инертность преодоленаИнвестиции в инновации: инертность преодолена
Новости науки в массы следует нести в упрощенном форматеНовости науки в массы следует нести в упрощенном форма
В Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр Cisco. На очереди еще одинВ Татарстане на базе КФУ открылся инновационный центр
«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в строю«Загадочный для многих медийщиков ресурс» снова в стро
Британский ученый выяснил, кому реже одобряют кредитБританский ученый выяснил, кому реже одобряют кредит
Исследована галактика с активным формирование звездИсследована галактика с активным формирование звезд
Классическая музыка полезна для новорожденныхКлассическая музыка полезна для новорожденных
Шизофреники непредсказуемы и способны на убийствоШизофреники непредсказуемы и способны на убийство
Щепотка калия позволит лучше сохранять водородЩепотка калия позволит лучше сохранять водород
Солнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на МарсСолнечная угроза наталкивает на мысли о переселении на
Представлен новый метод описания искривленного светаПредставлен новый метод описания искривленного света

Новости компаний, релизы

Почему потребители выбирают композитные бассейныПочему потребители выбирают композитные бассейны
Почему каши полезны на завтракПочему каши полезны на завтрак
Без этих устройств невозможно построить даже простую сетьБез этих устройств невозможно построить даже простую с
На российском рынке появились скоростные ультрафиолетовые стерилизаторы для смартфоновНа российском рынке появились скоростные ультрафиолето
Как выбрать и купить хороший хвойный саженецКак выбрать и купить хороший хвойный саженец