science >> Wetenschap >  >> Chemie

Onderzoekers bereiken thermochemiluminescentie in vaste toestand met kristallen

Solid-state thermochemiluminescentie van kristallen die licht uitstralen bij verwarming, opgenomen door NYUAD-onderzoekers. Krediet:Dr. Stefan Schramm

De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie , aantonen dat dit fundamentele proces van energietransductie - warmte, toegepast op een materiaal, genereert licht - kan worden bereikt in zuivere vaste materialen van millimeter- of centimeterformaat.

In het algemeen, Chemiluminescentiereacties zijn alleen mogelijk in oplossing (een proces dat, bijvoorbeeld, laat glowsticks licht afgeven) waar meestal twee chemicaliën gemakkelijk reageren, resulterend in de emissie van zichtbaar licht. Dat, echter, werd niet gerapporteerd in stortgoederen.

Om te onderzoeken of dit proces ook zou werken in de zuivere vaste toestand, onderzoekers bereidden verschillende organische peroxiden en kweekten centimetersgrote kristallen - een uitdagende taak, omdat van deze verbindingen doorgaans bekend is dat ze zeer onstabiel zijn. Toen warmte op de kristallen werd toegepast, de moleculen ontbonden en genereerden licht dat varieerde van rood tot blauw tot groen, afhankelijk van de chemische samenstelling.

"Onze bevindingen openen een onontgonnen richting in chemiluminescentieonderzoek met mogelijke toepassingen in zowel materiaalonderzoek als life science, " zei hoofdonderzoeker Dr. Stefan Schramm, een postdoctoraal medewerker in de Naumov-onderzoeksgroep van NYU Abu Dhabi. "We bieden fundamenteel nieuwe inzichten in deze vorm van energietransductie, die het potentieel heeft om te worden gebruikt bij de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor het oogsten van zonne-energie of voor het monitoren van initiatiefnemers in de polymeerindustrie."

NYU Abu Dhabi Associate Professor of Chemistry en de supervisor van de studie, Dr. Panče Naumov, zei:"Deze eerste waarneming van directe omzetting van warmte in licht in een bulkmateriaal, een werk dat meer dan twee jaar heeft geduurd, de bouw van een nieuwe, zeer gevoelige microscoop en andere speciale instrumenten. Het demonstreert niet alleen de fundamentele principes van energietransductie die centraal staan ​​in zowel de scheikunde als de natuurkunde, maar het legt ook de basis voor toepassingen in opto-elektronica en sensortechnologie."

Solid-state thermochemiluminescentie van kristallen die licht uitstralen bij verwarming, opgenomen door NYUAD-onderzoekers. Krediet:Dr. Stefan Schramm