Quest'anno ricorre il 150° anniversario della tavola periodica, ei principi che hanno spinto Dmitri Mendeleev a costruire il suo tavolo influenzano ancora oggi i progressi della ricerca.

In un numero speciale di Scienza , che celebra questo centocinquantesimo anniversario, uno scienziato della Michigan State University mette in evidenza alcune delle ricerche in corso in tutto il mondo guidate dall'influenza di Mendeleev.

"Il nostro obiettivo era quello di mostrare la ricerca contemporanea perseguita in tutto il mondo, tra cui la ricerca supportata dal Dipartimento dell'energia degli Stati Uniti presso la MSU, che sta lavorando per realizzare nuovi approcci ai processi chimici fotoindotti, " ha detto James McCusker, Chimico MSU e autore di recensioni.

Il contributo di McCusker si è concentrato sul processo di assorbimento della luce che incorpora elementi del cosiddetto "blocco di transizione" della Tavola Periodica. I composti di questa classe sono coinvolti in tutto, dalla conversazione sull'energia solare alla sintesi organica.

"La cattura e l'uso efficaci della luce solare, un inesauribile, fonte di energia accessibile a livello globale e non inquinante, è fondamentale per sostituire i combustibili fossili e mitigare i cambiamenti climatici, " ha detto McCusker. "Per realizzare questo obiettivo, uno dei processi chiave che deve avvenire a seguito dell'assorbimento della luce è il trasferimento di elettroni, simile a quello che fanno le piante nella fotosintesi."

Ma liberare questa capacità si è rivelato impegnativo. questo è dovuto, in parte, al fatto che i composti molto efficaci nel convertire la luce in carica utilizzabile richiedono l'utilizzo di alcuni degli elementi meno abbondanti sul pianeta. Prendiamo ad esempio rutenio e iridio, che sono ampiamente impiegati nei cromofori che possono svolgere questi processi chimici abilitati alla luce.

"Il rutenio è uno dei cinque o sei elementi meno abbondanti nella crosta terrestre e semplicemente non è un'opzione praticabile come componente di raccolta della luce per un problema su scala globale come la produzione di carburante solare, " ha detto McCusker. "Abbiamo bisogno di trovare sostituti che sono abbondanti sulla Terra, come il ferro, per rendere possibile la scalabilità globale. Questo non è un problema di ingegneria o produzione, ma una delle scienze fondamentali che ha le sue origini proprio nei concetti che Mendeleev scoprì quando costruì la tavola periodica."

È qui che entrano in gioco alcune delle ricerche supportate dal DOE di MSU. La ricerca di McCusker si basa su una confluenza di sostanze chimiche organiche e inorganiche sintetiche, nonché su una serie di tecniche spettroscopiche.

"Di particolare importanza per quanto riguarda i nostri sforzi di conversione dell'energia solare è la spettroscopia laser risolta nel tempo ultraveloce, che ci permette di seguire l'evoluzione di un sistema chimico meno di un trilionesimo di secondo dopo che la luce è stata assorbita, " Ha detto McCusker. "La capacità di combinare sintesi e spettroscopia ultraveloce in un laboratorio è un aspetto di fondamentale importanza della ricerca poiché consente ai miei studenti e a me di stabilire connessioni immediate tra la composizione delle molecole che prepariamo e le loro proprietà indotte dalla luce. "

Le prospettive per questo campo sono forti, Ha aggiunto.

"Anche se molto resta da fare, una comprensione della natura periodica del problema unita al lavoro creativo di un numero crescente di gruppi di ricerca in tutto il mondo fa presagire che la prospettiva di un cambiamento sismico nel modo in cui interagiamo la chimica inorganica molecolare con la scienza della cattura e conversione della luce è davvero brillante , " ha detto McCusker.