Le cours ouvre la voie à de nouveaux matériaux photosensibles


Le cours ouvre la voie à de nouveaux matériaux photosensibles

Les auteurs de l’article qui travaillent dans le laboratoire: Lauren Heald, Scott Sayres, Jake Garcia. Crédit photo: Institut Biodesign de l’Arizona State University

Les photocatalyseurs sont des matériaux utiles avec une variété d’utilisations environnementales et énergétiques, y compris la purification de l’air, le traitement de l’eau, les surfaces autonettoyantes, les peintures et les revêtements pour lutter contre la pollution, la production d’hydrogène et le CO2 Passer aux carburants durables.

Un photocatalyseur efficace convertit l’énergie lumineuse en énergie chimique et fournit cette énergie à une substance en réaction pour faciliter les réactions chimiques.

L’un des matériaux les plus utiles de ce type est connu sous le nom d’oxyde de titane ou de dioxyde de titane, qui est très demandé pour sa stabilité, son efficacité en tant que photocatalyseur et sa non-toxicité pour l’homme et d’autres organismes biologiques.

Dans de nouvelles recherches apparaissent dans le Journal de lettres de chimie Scott Sayres et son groupe de recherche décrivent leurs recherches sur la dynamique moléculaire des de dioxyde de titane.

Cette recherche est une étape fondamentale vers le développement de photocatalyseurs plus efficaces.

La clé de ces progrès est la capacité d’augmenter le temps que les électrons restent dans un état excité dans le matériau, car le dioxyde de titane peut agir comme un photocatalyseur efficace pendant cette période volatile.

Cependant, il est difficile d’étudier en détail le comportement d’un photocatalyseur. Les grappes ont une taille d’un nanomètre ou moins (ou 1/100 000e de la largeur d’un cheveu humain), et les électrons se déplacent à l’intérieur des molécules étudiées sur des échelles de temps étonnamment courtes, mesurées en femtosecondes (ou un millionième de milliardième) de une seconde).

Le cours ouvre la voie à de nouveaux matériaux photosensibles

Le groupe Sayres utilise une série d’impulsions laser pour mesurer la photodynamique des clusters neutres de dioxyde de titane (TiO2) en utilisant une technique connue sous le nom de spectroscopie pompe- femtoseconde. De petits changements dans la disposition des atomes provoquent des changements dans les mouvements des électrons (e-) et des mouvements des trous (h +). Crédit photo: Institut Biodesign de l’Arizona State University

La nouvelle étude examine pour la première fois les amas de dioxyde de titane neutres (non chargés) et suit les mouvements subtils d’énergie à l’aide d’un laser femtoseconde et d’une technique connue sous le nom de spectroscopie pompe-sonde. «Nous traitons nos lasers comme des caméras», déclare Sayres. « Nous photographions où l’énergie circule au fil du temps. »

Sayres, chercheur au Biodesign Center for Applied Structural Discovery, décrit l’importance de l’étude actuelle:

«Nous avons étudié les plus petits éléments constitutifs du dioxyde de titane pour comprendre comment de petits changements dans la structure atomique du matériau affectent la durée de vie à l’état excité et le flux d’énergie. Savoir comment cela se produit peut vous aider à développer de meilleurs photocatalyseurs à l’avenir.


Diviser l’eau pour convertir l’énergie solaire


Plus d’information:
Journal de lettres de chimie physique (2021). DOI: 10.1021 / acs.jpclett.1c00840

Fourni par l’Arizona State University

Citation: Une étude ouvre la voie à de matériaux photosensibles (2021, 22 avril), consulté le 22 avril 2021 sur https://phys.org/news/2021-04-paves-photosensitive-materials.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Sauf pour le commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

Laisser un commentaire