"Yapay ağaçların" geliştirilmesi iklim değişikliğiyle baş edebilir mi?
Küresel ısınma, dünyadaki yaşam için ciddi bir tehdittir Küresel ısınmanın temel nedenlerinden biri atmosferdeki karbondioksit içeriğinin artmasıdır. Karbondioksitin ana kaynağı fosil yakıtların günlük yaşamda (elektrik, otomobil, endüstri vb.) Yakılmasıdır. TIFR araştırmacıları, çekirdeklenme-büyüme adımını optimize ederek ve döngüsel bir büyüme yöntemi benimseyerek dendritik plazma kolloidleri (DPC'ler) için bir çözelti fazı sentez yöntemi geliştirdiler. Bu DPC'ler, parçacıklar arasındaki plazma bağlantısının heterojenliğinden ve Au NP'lerin boyutundan kaynaklanmaktadır.
Görünür ve kızıl ötesine yakın bölgenin tamamında güneş ışığını emer ve altın malzemeyi siyah altına dönüştürür. Siyah (nano) altın, atmosferik basınç ve sıcaklık altında karbondioksitin metana (yakıta) dönüşümünü katalize etmek için güneş enerjisini kullanabilir. Araştırmacılar ayrıca plazma sıcak noktalarının bu DPC'lerin performansı üzerinde önemli bir etkisi olduğunu gözlemlediler.Bu DPC'ler, buhar üretimi yoluyla deniz suyunu içme suyuna saflaştırmak, protein gelişimine yardımcı olmak için sıcaklık sıçramaları, sinamil alkolün saf oksijen oksidasyonu ve aldehitlerin hidrosililasyonunda kullanılır. Sonuçlar, bu DPC'lerde, parçacıklar arasındaki mesafenin ve parçacık boyutunun farklı olduğunu ve elektromanyetik ve sıcak bölgelerin ve termiyonik elektronların DPC'lerin performansı üzerinde sinerjik bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.
Bu nedenle, DPC katalizörleri etkin bir şekilde vis-nir fotokatalizörleri olarak kullanılabilir.Plazma birleştirme kavramı kullanılarak, çeşitli diğer kimyasal reaksiyonlar için uygun yeni bir tür plazma nanokatalizör tasarlanabilir. Raman termometresi ve SERS (Yüzey Geliştirilmiş Raman Spektroskopisi) ısı, elektromanyetik sıcak noktalar ve yerel sıcaklık hakkında bilgi sağlar ve bu bilgilerin parçacıklar arasındaki plazma bağlantısına dayandığı bulunmuştur. Lokalize yüzey plazmon modlarının uzamsal dağılımı, materyalin yüzey plazmon rezonansında partiküller arasındaki mesafenin rolünü doğrulayan STEM-EELS plazma haritalamasıyla elde edildi.
Bu nedenle, bu çalışmada, nanoteknoloji kullanarak araştırmacılar, metalik altını siyah altına dönüştürmek için altın nanopartiküller arasındaki boyutu ve boşluğu değiştirdiler. Gıda üretmek için karbondioksit, güneş ışığı ve su kullanan ağaçlara benzer şekilde, gelişmiş siyah altın, araba sürmek için kullanılabilecek yakıtlar üretmek için karbondioksit, güneş ışığı ve su kullanan yapay bir ağaç gibidir. Siyah altının, deniz suyunu içme suyuna dönüştürmek için güneş ışığını emdikten sonra siyah altının ürettiği ısıyı da kullanabileceğini belirtmek gerekir.
Bu çalışma, karbondioksiti yakalayıp yakıta ve faydalı kimyasallara dönüştürebilen "yapay ağaçlar" geliştirmenin bir yoludur. Mevcut yakıt üretim oranı düşük olmasına rağmen, bu zorluklar önümüzdeki birkaç yıl içinde çözülebilir. Atmosferik koşullarda karbondioksiti yakıta dönüştürmek için güneş ışığını kullanmak mümkün olabilir, böylece karbondioksit ana temiz enerji kaynağımız haline gelebilir. Plazma sıcak noktaları, dendritik plazma kolloidlerinin (DPC'ler) katalitik davranışını ayarlamak için kullanılır. Altın nanopartiküllerin çekirdeklenmesini ve büyümesini kontrol ederek, yüksek yüzey alanlı DPC'ler, ardışık bir döngüsel katı çözelti fazı sentez yöntemi ile elde edildi.
Altını siyah altına dönüştürerek tüm görünür bölge ve güneş spektrumunun yakın kızılötesi bölgesinde ışığı emer. Raman sıcaklık ölçümü ve elektron enerji kaybı spektrum plazma diyagramı ile ölçülen ve görselleştirilen yerel elektrik alanları ve termal sıcak noktalar üretirler. Bu DPC'ler sinnamil alkolün oksidan olarak saf oksijen ile oksidasyonunda, aldehitlerin hidrosilasyonunda, sıcaklık atlama yardımcı proteinlerinin genişlemesinde ve deniz suyunun buhar üretimi ile içme suyuna saflaştırılmasında etkili bir şekilde kullanılabilir. Atmosferik basınç ve sıcaklık altında, güneş enerjisi kullanarak siyah altın dpc ayrıca karbondioksiti metana (yakıta) dönüştürebilir.
