انواع هیدروکربن و آمونیاک با استفاده از نانوذرات الماس در آینده ممکن می شود

به گزارش خبرگزاری صداوسیما،این تحقیق نشان می‌دهد که اگر اتم‌های هیدروژن کافی روی سطح آن‌ها وجود داشته باشد، حتی انرژی ضعیف‌تر از نور خورشید می‌تواند این نانوذرات را تحریک کند. فوتوکاتالیست‌های مبتنی بر نانوذرات الماس در آینده می‌توانند از نور خورشید برای تبدیل CO_۲ یا N_۲ به هیدروکربن‌ها یا آمونیاک استفاده کنند.

پتانسیل مواد نانوبلوری به‌عنوان کاتالیزور بسیار زیاد است. سطوح بسیار بزرگ، توسط نانوذرات الماس موجب عملکرد بالا در آن‌ها می‌شود. با این حال، الکترون‌های کاتالیزور باید برای تسریع واکنش‌های شیمیایی در یک محیط آبی وارد کار شوند و این نیاز به نور UV با انرژی بالا برای تحریک در نانوذرات الماس خالص دارد.

محققان اکنون در حین تحریک با نور تغییرات مختلف نانوذرات الماس را مورد مطالعه قرار داده و فرآیندها را با وضوح زمان فوق‌العاده بالا به‌عنوان بخشی از پروژه دیاکت تجزیه و تحلیل کرده است.

تیم دکتر ژان چارلز آرنو ازCEA، فرانسه و پروفسور آنکه کروگر، که هم‌اکنون در دانشگاه اشتوتگارت است، نمونه‌های نانوذرات الماس را با شیمی‌های مختلف سطح ایجاد کردند. سطوح این نانوذرات در مقدار اتم‌های اکسیژن یا هیدروژن که داشتند متفاوت بود.

تریستن پتیت از محققان این پروژه می‌گوید: «هیدروژن روی سطوح باعث می‌شود انتشار الکترونی بسیار ساده‌تر شود. در میان انواع مختلف نانوذرات، ما فهمیدیم که ترکیبی خاص از هیدروژن و همچنین کربن مانند فولرن بر روی سطوح نانوذرات ایده آل است.»

پراکندگی‌های نانوذرات الماس با گروه‌ها عاملی سطحی مختلف مانند هیدروژن، -OH یا -COOH، در معرض لیزر پس از تحریک شدن توسط پالس‌های لیزر فوق‌العاده مورد بررسی قرار گرفت.

دکتر کریستوف مرچان، از مرکز هلمولتز-زنتروم برلین می‌گوید: «ما توانستیم به‌طور تجربی دقیقاً اندازه‌گیری کنیم که چگونه پروفایل جذب با طول موج تحریک مختلف در محدوده UV در ۲۲۵ نانومتر و با نور آبی در محدوده قابل مشاهده در ۴۰۰ نانومتر رفتار می‌کند.»

وی افزود: «ما می‌خواستیم دریابیم که در اولین پیکوثانیه مهم پس از تحریک با نور چه اتفاقی می‌افتد، زیرا این زمانی است که یک الکترون سطح را ترک می‌کند و به داخل آب می‌رود.»

مدل‌سازی تئوری عملکردی چگالی برای تفسیر طیف‌ها ارائه شد. نتایج نشان داد که برخلاف انتظارات، نور مرئی نیز در آوردن الکترون‌ها در محلول در نمونه‌هایی مانند فولرن بر روی سطوح آن‌ها مؤثر است.

دکتر پیت اظهار داشت: «در این کار برای اولین بار نشان دادیم که انتشار الکترون‌های نانوذرات الماس در آب با نور مرئی امکان‌پذیر است!»

این نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجهی در توسعه نانوذرات الماس به‌عنوان فوتوکاتالیست است.