Huvitav

Teadlased kasutavad puhta energia läbimurde saavutamiseks Nobeli preemiaga pärjatud keemiat

Teadlased kasutavad puhta energia läbimurde saavutamiseks Nobeli preemiaga pärjatud keemiat

Meile meeldib alati hea puhta energia läbimurde lugu. Alates täiustatud salvestamisest kuni bakteritega töötava cleantechini on teadlased alati hõivatud puhta energia tehnikate ja arengute uurimisega.

See viimane läbimurre jäi aga meie tähelepanu eelkõige seetõttu, et see hõlmab mingit Nobeli võitnud keemiat.

Metallide segu

Veel 2017. aastal autasustati Joachim Franki, Richard Hendersoni ja Jacques Dubochetit Nobeli keemiaga bioloogilise tehnika eestvedamise eest, mida tuntakse kui "ühe osakese rekonstrueerimist". Seda tollase elektronmikroskoopia tehnikat kasutati ainult viiruste ja valkude struktuuride paljastamiseks.

Nüüd on Manchesteri ülikooli meeskond koostöös Oxfordi ja Macquarie ülikooli teadlastega esmakordselt kohandanud tehnikat metallide segus kasutamiseks.

Tulemuseks on aatomi skaala keemia metalli nanoosakestes, mis loob materjalid, mis on ideaalsed katalüsaatorid energiat muundavatele süsteemidele. Toodetud osakestel on tähekujuline geomeetria, kus nende servadel võib nüüd olla erinev keemia. Seejärel saab neid keemiaid kohandada, et vähendada akude ja katalüüsmuundurite kulusid.

3D-pildistamine saavutatud

Teadlaste tõhus tulemus on võimalus kaardistada erinevad elemendid, näiteks metalli nanoosakesed nanomeetri skaalal 3D-s ilma neid kahjustamata. Metalli nanoosakesed on paljude katalüsaatorite peamised komponendid. Tegelikult sõltub nende katalüsaatorite efektiivsus suuresti nende nanoosakeste struktuurist.

Kuid nende vähese struktuuri tõttu on nende õigeks pildistamiseks vaja elektronmikroskoope. Siiani piirdus enamik pildistamist 2D-projektsioonidega, kuna 3D-pildistamine kahjustaks väikesi osakesi.

"Oleme juba mõnda aega uurinud tomograafia kasutamist elektronmikroskoobis elementide jaotuse kaardistamiseks kolmes dimensioonis," ütles professor Sarah Haigh Manchesteri ülikooli materjalikoolist.

"Tavaliselt pöörleme osakest ja teeme pilte igast suunast, näiteks kompuutertomograafia haiglas, kuid need osakesed kahjustasid 3D-pildi ülesehitamist liiga kiiresti. Bioloogid kasutavad 3D-pildistamisel teistsugust lähenemist ja otsustasime uurige, kas seda saaks kasutada koos spektroskoopiliste meetoditega nanoosakeste erinevate elementide kaardistamiseks. "

"Nagu" ühe osakese rekonstrueerimine ", töötab see tehnika paljude osakeste kujutamise abil ja eeldades, et need kõik on struktuuri poolest identsed, kuid paigutatud elektronkiire suhtes erinevates suundades. Seejärel suunatakse kujutised arvutialgoritmi, mis väljastab kolmemõõtmelise rekonstrueerimine. "

Teadlased on oma esimese uuringu pühendanud plaatina-nikkel (Pt-Ni) metalli nanoosakeste uurimisele ja seda põhjendatult.

"Plaatina baasil olevad nanoosakesed on kõige tõhusamad ja laialdasemalt kasutatavad katalüütilised materjalid sellistes rakendustes nagu kütuseelemendid ja patareid. Meie uued teadmised 3D kohaliku keemilise jaotuse kohta võiksid aidata teadlastel välja töötada paremaid ja madala kasuteguriga katalüsaatoreid , "selgitas juhtiv autor Yi-Chi Wang, samuti Materjalide Koolist.

Kuid nende töö pole veel lõppenud ja teadlased loodavad oma protsessi mitte ainult automatiseerida, vaid ka näha, et seda kasutatakse igasugustes alternatiivse energia juhtumites.

"Meie eesmärk on tulevikus oma 3D keemilise rekonstrueerimise töövoog automatiseerida," lisas autor dr Thomas Slater.

"Loodame, et see suudab pakkuda kiiret ja usaldusväärset meetodit nanoosakeste populatsioonide kuvamiseks, mis on hädavajalik, et kiirendada nanoosakeste sünteesi optimeerimist laiaulatuslike rakenduste jaoks, sealhulgas biomeditsiiniline tajumine, valgusdioodid ja päikesepatareid."

Uuring avaldati ajakirjasNano tähed.


Vaata videot: Välisseinte soojustamisel kasutades ECOROCK FF süsteemi (September 2021).