De opwarming van de aarde vormt een ernstige bedreiging voor de planeet en levende wezens. Een van de belangrijkste oorzaken van de opwarming van de aarde is de toename van de atmosferische CO ₂ peil. De belangrijkste bron van deze CO ₂ is afkomstig van de verbranding van fossiele brandstoffen in ons dagelijks leven (elektriciteit, voertuigen, industrie en nog veel meer).

Onderzoekers van TIFR hebben de oplossingsfasesynthese van dendritische plasmonische colloïdosomen (DPC's) ontwikkeld met variërende interdeeltjesafstanden tussen de gouden nanodeeltjes (NP's) met behulp van een cyclus-voor-cyclus groeibenadering door de nucleatie-groeistap te optimaliseren. Deze DPC's absorbeerden het volledige zichtbare en nabij-infrarode gebied van zonnelicht, vanwege interparticle plasmonische koppeling en de heterogeniteit in de Au NP-groottes, die goudmateriaal transformeerde in zwart goud.

Zwart (nano)goud kon CO . katalyseren ₂ tot methaan (brandstof) bij atmosferische druk en temperatuur, gebruik van zonne-energie. Onderzoekers observeerden ook het significante effect van de plasmonische hotspots op de prestaties van deze DPC's voor de zuivering van zeewater tot drinkbaar water via stoomopwekking, temperatuursprong bijgestaan ​​​​eiwit ontvouwen, oxidatie van cinnamylalcohol met zuivere zuurstof als oxidatiemiddel, en hydrosilylering van aldehyden.

De resultaten werden toegeschreven aan variërende interdeeltjesafstanden en deeltjesgroottes in deze DPC's. Resultaten geven de synergetische effecten aan van EM en thermische hotspots, evenals hete elektronen op de prestaties van DPC's. Dus, DPC-katalysatoren kunnen effectief worden gebruikt als Vis-NIR-lichtfotokatalysatoren, en het ontwerp van nieuwe plasmonische nanokatalysatoren voor een breed scala aan andere chemische reacties kan mogelijk zijn met behulp van het concept van plasmonische koppeling.

Raman-thermometrie en SERS (surface-enhanced Raman-spectroscopie) gaven informatie over de thermische en elektromagnetische hotspots en lokale temperaturen die afhankelijk bleken te zijn van de plasmonische koppeling tussen de deeltjes. De ruimtelijke verdeling van de gelokaliseerde oppervlakteplasmonmodi door STEM-EELS-plasmonmapping bevestigde de rol van de afstanden tussen de deeltjes in de SPR (Surface Plasmon Resonance) van het materiaal.

Dus, in dit werk, door gebruik te maken van de technieken van nanotechnologie, de onderzoekers transformeerden metallisch goud naar zwart goud, door de grootte en openingen tussen gouden nanodeeltjes te veranderen. gelijk aan bomen, die CO . gebruiken ₂ , zonlicht en water om voedsel te produceren, het ontwikkelde zwarte goud werkt als een kunstmatige boom die CO . gebruikt ₂ , zonlicht en water om brandstof te produceren, die kunnen worden gebruikt om onze auto's te laten rijden. Opmerkelijk, zwart goud kan ook worden gebruikt om zeewater om te zetten in drinkbaar water met behulp van de warmte die zwart goud genereert nadat het zonlicht heeft opgevangen.

Dit werk is een manier om 'kunstbomen' te ontwikkelen om CO . af te vangen en om te zetten ₂ tot brandstof en nuttige chemicaliën. Hoewel in dit stadium, de productiesnelheid van brandstof is laag, in de komende jaren, deze uitdagingen kunnen worden opgelost. Mogelijk kunnen we CO . omrekenen ₂ om brandstof te gebruiken met behulp van zonlicht bij atmosferische omstandigheden, op een commercieel haalbare schaal en CO ₂ kan dan onze belangrijkste bron van schone energie worden.