Film molekularny: uchwycenie powstawania materiałów energetycznych dla lepszego rozumienia i innowacji technologicznych.

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu Ludwiga Maksymiliana w Monachium osiągnęli znaczący postęp w metodach wytwarzania kowalencyjnych struktur organicznych (COF). Materiały te mają zastosowanie w technologii baterii oraz produkcji wodoru. Mimo ponad dwóch dekad badań, sposób ich tworzenia pozostawał dotychczas niejasny.

Profesor Emiliano Cortés wraz z zespołem, w skład którego wchodzi doktorant Christoph Gruber, odkryli nową metodę filmowania reakcji chemicznych. Użyli specjalnego mikroskopu do rejestrowania tworzenia się struktury COFs w bardzo małej skali. Ich odkrycia zostały opisane w czasopiśmie Nature i zawierały film przedstawiający reakcje w czasie rzeczywistym.

Oto kluczowe elementy ich badań:

Użyto specjalnego mikroskopu iSCAT (mikroskopia z rozpraszaniem interferencyjnym) do wykonywania pomiarów w czasie rzeczywistym syntezy COF. Odkryto, że nano-skali krople odgrywają kluczową rolę w tym procesie. Skutkowało to opracowaniem warunków syntezy oszczędzających energię.

Metoda iSCAT jest wykorzystywana do badania interakcji białek. Dzięki wysokorozdzielczej kamerze rejestrowane są wzorce świetlne, co pozwala na uchwycenie dynamicznych procesów. Dzięki temu naukowcy mogą oglądać obrazy bardzo małych cząsteczek. „Obserwowaliśmy syntezę na żywo”, powiedział Gruber.

Badacze zdobyli nową wiedzę poprzez analizę wczesnych etapów. Wykorzystali te informacje do opracowania bardziej energooszczędnej metody. Jednym z kluczowych odkryć było to, że dodanie soli kuchennej obniża wymaganą temperaturę. „Zbudowaliśmy struktury molekularne w temperaturze pokojowej zamiast 120 stopni Celsjusza,” powiedziała Medina.

Zobacz również:

Dzisiaj · 15:23

Nowa teoria sieci przekonań: dynamika indywidualna i społeczna

Ich badania były wspierane przez różne grupy, takie jak klaster doskonałości e-conversion (DFG), Centrum Nanonauki (CeNS), bawarski program technologii słonecznych SolTech oraz Komisję Europejską (KE).

To odkrycie oferuje bardziej przejrzysty sposób tworzenia strukturalnych materiałów organicznych (COF). Umożliwia ono opracowanie lepszych metod ich wytwarzania. Możliwość obserwacji reakcji na bieżąco jest niezwykle istotna. Badacze mogą teraz określić optymalne warunki do produkcji tych materiałów.

Naukowcy odkryli maleńkie kropelki, które rzucają nowe światło na naukę o materiałach. Nowa technika umożliwia obserwowanie reakcji chemicznych w czasie rzeczywistym. To odkrycie może przyczynić się do poprawy różnych dziedzin chemii oraz materiałów energetycznych.

Badacze z LMU wytyczają ścieżki dla przyszłych innowacji. Ich praca podkreśla znaczenie współpracy między różnymi dziedzinami. Współdziałanie fizyków i chemików pozwala na rozwiązywanie skomplikowanych problemów.

Zespół planuje nagrywać bardziej szczegółowe filmy przedstawiające reakcje molekuł. Ich celem jest obserwacja i zrozumienie innych istotnych reakcji w czasie rzeczywistym. Może to pomóc w odkrywaniu nowych zjawisk i znalezieniu zastosowań w naukach o materiałach.