Una tecnica di imaging rivoluzionaria sviluppata dai ricercatori della Cornell University mostra risultati promettenti nella decontaminazione dell'acqua fornendo informazioni sorprendenti e importanti sulle particelle di catalizzatore che non possono essere ottenute in altro modo.

professore di chimica, Peng Chen ha sviluppato un metodo in grado di visualizzare reazioni catalitiche non fluorescenti, reazioni che non emettono luce, su particelle su nanoscala. Un metodo esistente può visualizzare reazioni che producono luce, ma questo vale solo per una piccola frazione di reazioni, rendendo la nuova tecnica potenzialmente significativa in campi che vanno dall'ingegneria dei materiali alle nanotecnologie e alle scienze energetiche.

I ricercatori hanno quindi dimostrato la tecnica osservando la fotoelettrocatalisi, reazioni chimiche che coinvolgono interazioni con la luce, un processo chiave nella bonifica ambientale.

"Il metodo si è rivelato in realtà molto semplice, abbastanza semplice da implementare e abbastanza semplice da eseguire, " disse Chen, autore senior di "Super-Resolution Imaging of Nonfluorescent Reactions via Competition, " che ha pubblicato l'8 luglio in Chimica della natura . "Estende davvero l'imaging di reazione a un numero quasi illimitato di reazioni".

Le reazioni catalitiche si verificano quando un catalizzatore, come una particella solida, accelera un cambiamento molecolare. Imaging di queste reazioni su scala nanometrica mentre accadono, che la nuova tecnica consente agli scienziati di fare, può aiutare i ricercatori ad apprendere la dimensione e la forma ottimali per le particelle di catalizzatore più efficaci.

Nella carta, i ricercatori hanno applicato la nuova tecnica per visualizzare l'ossidazione dell'idrochinone, un microinquinante presente nell'acqua, su particelle di catalizzatore di bismuto vanadato, e ha scoperto comportamenti precedentemente sconosciuti di catalizzatori che hanno contribuito a rendere non tossico l'idrochinone.

"Molte di queste reazioni catalizzate sono importanti per l'ambiente, " Disse Chen. "Così potresti studiarli per imparare come rimuovere gli inquinanti da un ambiente acquoso".

In precedenza, Il gruppo di ricerca di Chen ha aperto la strada all'applicazione dell'imaging a fluorescenza a molecola singola, un non invasivo, metodo relativamente economico e di facile implementazione che consente ai ricercatori di osservare le reazioni chimiche in tempo reale. Poiché il metodo era limitato alle reazioni fluorescenti, però, il suo team ha lavorato per anni su un metodo più ampiamente applicabile.

La tecnica che hanno scoperto si basa sulla competizione tra reazioni fluorescenti e non fluorescenti. La competizione sopprime la reazione fluorescente, permettendogli di essere misurato e mappato, che a sua volta fornisce informazioni sulla reazione non fluorescente.

I ricercatori hanno chiamato il loro metodo COMPetition Enabled Imaging Technique with Super-Resolution, o CONCORSI.

"Questa tecnica altamente generalizzabile può essere ampiamente applicata all'immagine di varie classi di sistemi non fluorescenti, come proteine ​​non etichettate, neurotrasmettitori e agenti di guerra chimica, Peng ha detto. "Pertanto, ci aspettiamo che COMPEITS sia una tecnologia rivoluzionaria con un profondo impatto in molti campi, tra cui la scienza dell'energia, biologia cellulare, neuroscienze e nanotecnologie".