物理科技生物学-PHYICA

用光朝日神乐驱动化学反应

纳米技术 2021-12-03 23:58:12

美因茨大学 当吸附质与金属结合时,会在金属中感应出电偶极子

金属中自由运动的电子会与这些感应偶极子碰撞并失去能量

(b+c)这种碰撞的效率取决于感应偶极子的取向,从而取决于吸附质的化学性质

JGU费利克斯·施拉普 光合作用的化学仍然知之甚少

然而,来自德国美因茨约翰尼斯·古腾堡大学(JGU)和休斯顿莱斯大学的研究人员现在已经发现了这个难题的主要部分

他们的发现最近发表在《科学进展》杂志上

树木、灌木和其他植物通过光合作用将水和二氧化碳转化为氧气和葡萄糖(一种糖)的效率极高

了解所涉及的基本物理机制,并将其用于其他一般应用,将为人类带来巨大的利益

例如,太阳光的能量可以用来从水中产生氢气作为汽车燃料

在化学反应中使用光驱动过程,如光合作用,被称为光催化

等离子体激元:电子同步振荡 科学家通常使用金属纳米粒子来捕捉和利用化学过程中的光

在光催化中将纳米粒子暴露在光线下会形成所谓的等离子体

等离子体激元是材料中自由电子的集体振荡

美因茨大学的卡斯滕·桑尼奇森教授解释说:“等离子体就像是可见光的天线。”

然而,涉及这种纳米天线的光催化的物理过程还有待于详细了解

JGU和莱斯大学的研究小组现在已经揭示了这个谜

研究生本杰明·福斯特和他的导师卡斯滕·桑尼奇森对这一过程进行了更广泛的研究

福斯特主要致力于确定被照亮的等离子体如何反射光以及反射光的强度

他的技术采用了两种非常特殊的硫醇异构体,这两种分子的结构排列成一个碳原子笼

在分子的笼状结构中有两个硼原子

通过改变硼原子在两种异构体中的位置,研究人员能够改变偶极矩,换句话说,改变笼子上的空间电荷分离

这导致了一个有趣的发现:如果他们将这两种类型的笼子应用到金属纳米粒子的表面,并利用光激发等离子体,等离子体反射不同量的光,这取决于表面上当前的笼子

简而言之,位于金纳米粒子表面的分子的化学性质影响了等离子体激元的局部共振,因为分子也改变了金纳米粒子的电子结构

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