Een team onder leiding van DGIST-professor Seo Dae-ha heeft een experimentele strategie ontwikkeld om de chemische reactie van een enkele nanokatalysator te controleren en te observeren met behulp van een optische microscoop. Het werk zal naar verwachting bijdragen aan het ontwerp van de katalysator op basis van een nauwkeurig begrip van de fotokatalytische reactie door middel van een analysemethode die helpt bij het begrijpen van het elektronenexcitatiefenomeen en het overgangspad.

Deze technologie zal naar verwachting een experimentstrategie opleveren die is gebaseerd op systeemchemie, een nieuwe experimentstrategie voor het nauwkeurig bestuderen van fotokatalysatoren op het niveau van een enkel deeltje.

Plasmonische metalen op nanometerniveau, zoals goud, vertonen een hoge lichtabsorptiesnelheid in een groot gebied binnen het bereik van zichtbaar licht. Ze worden gecombineerd met halfgeleider-fotokatalysatoren om als medium te werken om de lichtabsorptie te verhogen. Excitatie treedt op waarbij elektronen energie krijgen en bewegen als een reactie op lichtabsorptie, en het verschijnt via verschillende paden, afhankelijk van de grootte van het metaal en de golflengte van het licht. Er zijn verschillende hypothesen over het effect van deze elektronenbeweging als katalysator. Het onderzoeksteam was in staat om de hypothesen te testen en te onthullen hoe elektronen worden overgedragen door een nieuwe microscoop te ontwikkelen die experimenteel eenvoudiger en geavanceerder is dan de conventionele methode voor het observeren van chemische reacties.

Het onderzoeksteam van professor Seo Dae-ha ontwikkelde hybride nanodeeltjes (bijvoorbeeld "goud/koperoxiden", een combinatie van goud- en koperoxiden), en lasers van verschillende golflengten werden gecombineerd om de reactie tussen hen te onderzoeken om verschillende hypothesen over het elektron te testen excitatie fenomeen. Door dit proces was het team in staat om selectief elektronenexcitatie in gouden nanodeeltjes te induceren en hun bijdragen kwantitatief te analyseren door de toename van de reactiviteit van de katalysator te evalueren. Bovendien bevestigde het team dat deze aangeslagen elektronen naar de halfgeleider werden overgebracht om tegelijkertijd de stabiliteit en reactiviteit te vergroten.

"De hier gerapporteerde observatietechnologie is een technologie die chemische reacties met hoge precisie, efficiëntie en lage kosten waarneemt", zei professor Seo Dae-ha van de afdeling Natuurkunde en Scheikunde van DGIST, terwijl hij eraan toevoegde dat "naar verwachting zal bijdragen aan het geavanceerde ontwerp van katalysatoren en zullen worden toegepast als een geavanceerde evaluatie- en controletechnologie met behulp van nanodeeltjes voor farmaceutische producten."

Het onderzoek is gepubliceerd in Chem . + Verder verkennen

Foto-elektrode die 85 procent van het zichtbare licht kan oogsten