Une équipe dirigée par le professeur Seo Dae-ha du DGIST a développé une stratégie expérimentale pour contrôler et observer la réaction chimique d'un seul nanocatalyseur à l'aide d'un microscope optique. Le travail devrait contribuer à la conception de catalyseurs basée sur une compréhension précise de la réaction photocatalytique grâce à une méthode d'analyse qui aide à comprendre le phénomène d'excitation des électrons et le chemin de transition.

Cette technologie devrait fournir une stratégie expérimentale basée sur la chimie des systèmes, une nouvelle stratégie expérimentale pour étudier avec précision les photocatalyseurs au niveau d'une seule particule.

Les métaux plasmoniques au niveau du nanomètre, tels que l'or, présentent un taux d'absorption de la lumière élevé dans une large zone dans la gamme de la lumière visible. Ils sont combinés avec des photocatalyseurs semi-conducteurs pour agir comme un moyen d'augmenter l'absorption de la lumière. L'excitation se produit dans laquelle les électrons gagnent de l'énergie et se déplacent en réaction à l'absorption de la lumière, et elle apparaît par différents chemins en fonction de la taille du métal et de la longueur d'onde de la lumière. Il existe diverses hypothèses sur l'effet de ce mouvement d'électrons en tant que catalyseur. L'équipe de recherche a pu tester les hypothèses et révéler comment les électrons sont transférés en développant un nouveau microscope qui est expérimentalement plus simple et plus sophistiqué que la méthode conventionnelle d'observation des réactions chimiques.

L'équipe de recherche du professeur Seo Dae-ha a développé des nanoparticules hybrides (par exemple, des "oxydes d'or/cuivre", une combinaison d'oxydes d'or et de cuivre), et des lasers de différentes longueurs d'onde ont été combinés pour étudier la réaction entre eux afin de tester diverses hypothèses sur l'électron phénomène d'excitation. Grâce à ce procédé, l'équipe a pu induire sélectivement une excitation électronique dans des nanoparticules d'or, et analyser quantitativement leurs contributions en évaluant l'augmentation de la réactivité du catalyseur. De plus, l'équipe a confirmé que ces électrons excités étaient transférés au semi-conducteur pour augmenter la stabilité et la réactivité en même temps.

"La technologie d'observation rapportée ici est une technologie qui observe les réactions chimiques avec une grande précision, une efficacité et un faible coût", a déclaré le professeur Seo Dae-ha du Département de physique et de chimie de la DGIST, tout en ajoutant qu'"on s'attend à ce qu'elle contribuera à la conception sophistiquée de catalyseurs et sera appliqué en tant que technologie sophistiquée d'évaluation et de contrôle utilisant des nanoparticules pour les produits pharmaceutiques."

La recherche a été publiée dans Chem . + Explorer plus loin

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