La puissance du soleil est si incroyable qu'elle pourrait répondre aux besoins énergétiques du monde en 90 minutes environ. Alors que les plantes maîtrisent la photosynthèse, exploiter la lumière du soleil en énergie chimique, les scientifiques tentent toujours de déchiffrer ses secrets.

Une nouvelle découverte d'une super base photo induite par la lumière à la Michigan State University, cependant, révèle certains des traits souhaitables de la photosynthèse. L'équipe interdisciplinaire de scientifiques a pu documenter la dynamique ultrarapide de la super base photo, qui est 10 millions de fois plus puissante que tout ce qui a été découvert auparavant.

"Nous avons utilisé des lasers pour faire la découverte, mais le processus ne les requiert pas; cela peut être fait avec la lumière du soleil, " a déclaré Marcos Dantus, Professeur émérite d'université en chimie et physique qui a codirigé cette recherche. « Puisque le processus est terminé en un milliardième de seconde, les lasers nous ont simplement permis de prendre des clichés afin de le disséquer et de mesurer les changements chimiques. »

L'explication de la découverte nécessite une initiation à la chimie de base. De nombreuses expériences de chimie observent l'interaction entre les acides et les bases. La mesure traditionnelle est une échelle de zéro à 14 - les acides ont un pH bas, les bases ont un pH élevé et 7 est neutre.

L'énergie d'un photon, particules qui transportent la lumière à travers l'espace, est ce qui sépare la super base photo d'une simple super base. L'ajout du photon augmente considérablement la réactivité moléculaire. L'augmentation est si grande, En réalité, qu'il est en dehors de l'échelle de pH traditionnelle d'un nombre inédit de 7 unités, atteignant 21.

Alors que de nombreux super-acides ont été découverts, c'est la première fois qu'une super base à ce niveau est décrite, dit Babak Borhan, Professeur de chimie MSU et co-responsable de la recherche.

"Il y a eu d'autres photobases observées mais pas aussi fortes. Nous voyons une unité de 14 log, ou environ 100 millions de millions de fois plus, changement de basicité lorsqu'il est exposé à la lumière; c'est pourquoi nous l'appelons une super base photo, " a-t-il dit. " Nous avons démontré que nous exploitons l'énergie de la lumière et fabriquons une particule surchargée. La prévalence des photoacides a conduit à leur exploitation dans un certain nombre de voies. Le manque de photobases, bien que, a ralenti les scientifiques d'explorer leur pleine utilité. Nous pensons que cela aide à surmonter ce défi."

Les applications de cette découverte pourraient conduire à des avancées dans le captage de l'énergie solaire, comme les carburants photogénérés. Il peut également être utilisé pour développer des matériaux dopés pour la connectivité des protons, sondes environnementales et même faire la lumière sur les mystères du repliement des protéines - la première étape de nombreuses maladies débilitantes, ajouta Borhan.

Si la puissance des photobases peut être interfacée avec des appareils, une autre possibilité intéressante est d'alimenter les voitures avec de l'eau. Si l'hydrogène pouvait être séparé de l'oxygène, l'énergie pourrait être utilisée comme pile à combustible à hydrogène et réduire la dépendance aux combustibles fossiles.

La prochaine phase de cette recherche sera de contrôler le transfert de protons de la molécule de super photobase vers le milieu environnant. L'utilisation de bases fortes, ainsi que les acides forts, est difficile car ils nécessitent du matériel et des solvants spéciaux. En repérant le pouvoir de la lumière, cependant, la super base photo est confinée à la zone éclairée. Il permet également l'utilisation de solvants courants, ce qui rend les expériences plus faciles à réaliser.