POSTECH 和一組研究人員開發(fā)了一種技術(shù)，該技術(shù)使用具有原子共形金屬疊層的“核@殼”納米晶體顯著提高了等離子體光催化劑的性能。

Core@shells 納米晶體具有核被殼包圍的結(jié)構(gòu)，可以利用核和殼對應(yīng)物的界面協(xié)同作用，在催化、電子和顯示器中應(yīng)用。特別是，核等離子體納米粒子(金)的表面在核@殼結(jié)構(gòu)中均勻地涂覆有催化活性過渡金屬(鉑、鈀、釕和銠)。在光照下，這種光催化混合物的表面可以有效地將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

為了形成有效的等離子體催化混合系統(tǒng)，在等離子體核上涂覆非常薄的金屬殼的技術(shù)至關(guān)重要。然而，迄今為止報(bào)道的常規(guī)策略通過損壞或變形核心材料而導(dǎo)致厚殼，從而顯著損害其等離子體特性。

由POSTECH化學(xué)系In Su Lee教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)制造了一種納米結(jié)構(gòu)限制系統(tǒng)，以消除傳統(tǒng)技術(shù)中導(dǎo)致厚殼生長的因素，以及一種可以在溶液中單獨(dú)分離等離子體納米粒子的系統(tǒng)。在這里，通過照射光源，研究人員成功地在等離子體納米晶體的表面涂覆了一個(gè)原子厚度的非常薄且均勻的疊層。它可以類似于在膠囊中的藥丸表面涂上一層薄膜。

這種薄涂層金屬疊層不影響核材料的光學(xué)性能，這種策略為合成混合光催化材料提供了一個(gè)平臺，其中殼的催化性能和核的等離子體特性材料有效結(jié)合。特別是，在等離子體金納米棒上涂有薄鉑膜的金@鉑雜化納米晶體表現(xiàn)出非常高的能量轉(zhuǎn)換，從而提高了光催化反應(yīng)的催化速率，該反應(yīng)使用近紅外激光作為能源轉(zhuǎn)換有機(jī)分子而沒有任何損失重復(fù)使用后仍保持催化活性。此外，使用這種方法，可以使用不同的光源獨(dú)立地涂覆和激活不同表面曲率的等離子體納米晶體，從而可以選擇性地遠(yuǎn)程操作混合催化劑材料中特定催化劑的活性。

“通過這項(xiàng)研究中開發(fā)的合成方法，催化活性金屬可以在原子水平上薄薄地涂覆在各種類型的等離子體納米粒子的表面上，”領(lǐng)導(dǎo)該研究的 In Su Lee 教授評論道。“通過與金屬殼的協(xié)同作用，它可以在包括可持續(xù)能源轉(zhuǎn)換、生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域用作高效光催化劑。”

由 In Su Lee 教授、Amit Kumar 研究教授和博士領(lǐng)導(dǎo)的 POSTECH 研究團(tuán)隊(duì)。POSTECH化學(xué)系候選人Anubhab Acharya與POSTECH的Junsuk Rho教授，UNIST的Yoon-Kyoung Cho和成均館大學(xué)的Sang Ho Oh共同合作?；谘芯恐行恼谘芯康莫?dú)特的“納米空間限制化學(xué)反應(yīng)(NCCR)”研究，預(yù)計(jì)該研究可以發(fā)展成為一種人工調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的技術(shù)。

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