Cette année marque le 150e anniversaire du tableau périodique, et les principes qui ont poussé Dmitri Mendeleev à construire sa table influencent encore aujourd'hui les avancées de la recherche.

Dans un numéro spécial de Science , qui célèbre ce 150e anniversaire, un scientifique de la Michigan State University met en lumière certaines des recherches en cours dans le monde sous l'influence de Mendeleev.

« Notre objectif était de présenter les recherches contemporaines menées dans le monde entier, y compris la recherche soutenue par le département américain de l'Énergie à MSU, qui travaille à réaliser de nouvelles approches des processus chimiques photo-induits, " a déclaré James McCusker, Chimiste MSU et auteur de la revue.

La contribution de McCusker s'est concentrée sur le processus d'absorption de la lumière qui incorpore des éléments du soi-disant "bloc de transition" du tableau périodique. Les composés de cette classe sont impliqués dans tout, de la conversation de l'énergie solaire à la synthèse organique.

« La capture et l'utilisation efficaces de la lumière du soleil, une source inépuisable, source d'énergie accessible à l'échelle mondiale et non polluante - est essentielle pour remplacer les combustibles fossiles et atténuer le changement climatique, " a déclaré McCusker. " Afin de réaliser cet objectif, l'un des processus clés qui doivent se produire suite à l'absorption de la lumière est le transfert d'électrons, similaire à ce que les plantes font dans la photosynthèse."

Mais libérer cette capacité s'est avéré difficile. C'est dû, en partie, au fait que les composés très efficaces pour convertir la lumière en charge utilisable nécessitent l'utilisation de certains des éléments les moins abondants de la planète. Prenons par exemple le ruthénium et l'iridium, qui sont largement utilisés dans les chromophores qui peuvent effectuer ces processus chimiques activés par la lumière.

"Le ruthénium est l'un des cinq ou six éléments les moins abondants de la croûte terrestre et n'est tout simplement pas une option viable en tant que composant de récolte de lumière pour un problème à l'échelle mondiale comme la production de combustible solaire, " a déclaré McCusker. " Nous devons trouver des remplaçants abondants sur Terre, comme le fer, pour rendre possible l'évolutivité mondiale. Ce n'est pas un problème d'ingénierie ou de fabrication, mais une science fondamentale qui a ses origines dans les concepts mêmes que Mendeleev a découverts lorsqu'il a construit le tableau périodique.

C'est là que certaines des recherches soutenues par le DOE de MSU entrent en jeu. La recherche de McCusker est basée sur une confluence de chimies synthétiques organiques et inorganiques ainsi que sur une gamme de techniques spectroscopiques.

« La spectroscopie laser ultrarapide à résolution temporelle est particulièrement importante en ce qui concerne nos efforts de conversion de l'énergie solaire, qui nous permet de suivre l'évolution d'un système chimique moins d'un trillionième de seconde après l'absorption de la lumière, " a déclaré McCusker. " La capacité de combiner la synthèse et la spectroscopie ultrarapide dans un seul laboratoire est un aspect extrêmement important de la recherche car elle permet à mes étudiants et à moi-même d'établir des liens immédiats entre la composition des molécules que nous préparons et leurs propriétés induites par la lumière. "

Les perspectives pour ce domaine sont fortes, il ajouta.

« Bien qu'il reste beaucoup à faire, une compréhension de la nature périodique du problème associée au travail créatif d'un nombre croissant de groupes de recherche à travers le monde laisse présager que la perspective d'un changement sismique dans la façon dont nous interfaçons la chimie inorganique moléculaire avec la science de la capture et de la conversion de la lumière est vraiment brillante , " a déclaré McCusker.