Interesant

Oamenii de știință folosesc chimia câștigătoare a premiului Nobel pentru a face descoperiri în domeniul energiei curate

Oamenii de știință folosesc chimia câștigătoare a premiului Nobel pentru a face descoperiri în domeniul energiei curate


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ne place întotdeauna o poveste de descoperire a energiei curate. De la stocare îmbunătățită la tehnologie curată alimentată cu bacterii, oamenii de știință sunt mereu ocupați cu investigarea tehnicilor și dezvoltărilor energiei curate.

Cu toate acestea, această ultimă descoperire ne-a atras atenția în special, deoarece implică o chimie câștigătoare a premiului Nobel.

Un amestec de metale

În 2017, Joachim Frank, Richard Henderson și Jacques Dubochet au primit premiul Nobel pentru chimie pentru inițierea unei tehnici biologice cunoscute sub numele de „reconstrucție cu particule unice”. Această tehnică de microscopie electronică din acel moment a fost utilizată pentru a dezvălui doar structurile virușilor și proteinelor.

Acum, o echipă de la Universitatea din Manchester, în colaborare cu cercetători de la Universitatea din Oxford și Universitatea Macquarie, au adaptat tehnica, pentru prima dată, pentru a fi utilizată pe un amestec de metale.

Rezultatul este chimia la scară atomică în nanoparticulele metalice creând materiale care sunt catalizatori ideali pentru sistemele de conversie a energiei. Particulele produse au o geometrie în formă de stea, unde marginile lor pot avea acum chimicale diferite. Aceste chimii pot fi apoi adaptate pentru a reduce costul bateriilor și al convertoarelor catalitice.

Imagistica 3D realizată

Ceea ce oamenii de știință au realizat în mod eficient este posibilitatea de a mapa diferite elemente, cum ar fi nanoparticulele metalice, la scara nanometrică în 3D, fără a le deteriora. Nanoparticulele metalice sunt componentele principale ale multor catalizatori. De fapt, eficiența acestor catalizatori depinde în mare măsură de structurile acestor nanoparticule.

Cu toate acestea, datorită structurii minuscule, sunt necesare microscopuri electronice pentru a le imagina corect. Până în prezent, majoritatea imaginilor erau limitate la proiecții 2D, deoarece particulele mici ar fi deteriorate de imagistica 3D.

„Cercetăm utilizarea tomografiei la microscopul electronic pentru cartografierea distribuțiilor elementare în trei dimensiuni de ceva timp”, a spus profesorul Sarah Haigh, de la Școala de materiale, Universitatea din Manchester.

"De obicei, rotim particula și luăm imagini din toate direcțiile, cum ar fi o scanare CT într-un spital, dar aceste particule au deteriorat prea repede pentru a permite construirea unei imagini 3D. Biologii folosesc o abordare diferită pentru imagistica 3D și am decis să explorați dacă acest lucru ar putea fi utilizat împreună cu tehnici spectroscopice pentru cartografierea diferitelor elemente din interiorul nanoparticulelor. "

„La fel ca„ reconstrucția unei singure particule ”, tehnica funcționează prin imagistica a mai multor particule și presupunând că toate sunt identice ca structură, dar dispuse la diferite orientări în raport cu fasciculul de electroni. Imaginile sunt apoi introduse într-un algoritm computerizat care produce un reconstrucţie."

Cercetătorii și-au dedicat primul studiu investigării nanoparticulelor metalice de platină-nichel (Pt-Ni) și cu un motiv întemeiat.

„Nanoparticulele pe bază de platină sunt unul dintre cele mai eficiente și utilizate pe scară largă materiale catalitice în aplicații precum pilele de combustibil și bateriile. Noile noastre cunoștințe despre distribuția chimică locală 3D ar putea ajuta cercetătorii să proiecteze catalizatori mai buni, cu costuri reduse și eficiență ridicată ", a explicat autorul principal, Yi-Chi Wang, tot de la Școala de materiale.

Însă munca lor nu este încă terminată și cercetătorii speră nu numai să-și automatizeze procesul, ci să-l vadă folosit și în tot felul de cazuri de energie alternativă.

„Ne propunem să automatizăm fluxul nostru de lucru de reconstrucție chimică 3D în viitor”, a adăugat autorul Dr. Thomas Slater.

"Sperăm că poate oferi o metodă rapidă și fiabilă de imagistică a populațiilor de nanoparticule, care este urgent necesară pentru a accelera optimizarea sintezei nanoparticulelor pentru aplicații pe scară largă, inclusiv detecție biomedicală, diode emițătoare de lumină și celule solare."

Studiul a fost publicat în jurnalNano Letters.


Priveste filmarea: Descoperiri care pot aparea in urmatorul deceniu (Mai 2022).