I ricercatori di Skoltech hanno aiutato i loro colleghi dal Giappone, Germania, gli Stati Uniti, e la Cina studiano la struttura cristallina e le proprietà ottiche di una nuova classe di composti bidimensionali, che possono essere utilizzati come efficaci fotocatalizzatori sensibili alla luce visibile per la conversione di energia e chimica. Hanno utilizzato l'attrezzatura Advanced Imaging Core Facility per l'imaging e l'analisi strutturale. Il documento è stato pubblicato nel Giornale della Società Chimica Americana .

Un potenziale uso di fotocatalizzatori, cosiddetto 'scissione dell'acqua, ' può aiutare a sostituire i combustibili fossili che riscaldano il clima con idrogeno più rispettoso dell'ambiente. Affinché questo processo funzioni su larga scala, gli ingegneri hanno bisogno di catalizzatori meglio progettati in grado di utilizzare efficacemente lo spettro solare.

La professoressa Skoltech e direttore del Center for Energy Science and Technology Artem Abakumov e la ricercatrice dell'Advanced Imaging Core Facility Maria Kirsanova facevano parte di una collaborazione internazionale che ha studiato gli ossicloruri stratificati del tipo Bi ₂ MO ₄ Cl, dove M può significare ittrio (Y), lantanio (La), o bismuto (Bi).

"Sulla base delle strutture AICF, il team di Skoltech ha eseguito l'imaging al microscopio elettronico a trasmissione ad alta risoluzione e l'analisi delle caratteristiche strutturali locali responsabili dell'elevata attività fotocatalitica del Bi ₂ MO ₄ composti di Cl, " ha spiegato Kirsanova.

Skoltech Advanced Imaging Core Facility dispone delle attrezzature più avanzate per condurre ricerche utilizzando la microscopia elettronica, sia la scansione che la trasmissione, compreso il microscopio elettronico a trasmissione Titan Themis Z.

"Le capacità del microscopio elettronico a trasmissione Titan Themis Z consentono di investigare vari materiali, compresi fotocatalizzatori, Per esempio, è possibile visualizzare il reticolo cristallino di un materiale e i difetti nel reticolo cristallino utilizzando la tecnica della microscopia elettronica a trasmissione a scansione. Il compito di visualizzare un reticolo cristallino non è dei più banali, quindi la cosa più importante per noi è la disponibilità di dipendenti con le qualifiche necessarie e con un ampio background, che è necessario per l'interpretazione dei risultati sperimentali. A questo proposito, prestiamo grande attenzione al miglioramento delle qualifiche dei nostri dipendenti, poiché il progresso non si ferma e ogni anno compaiono nuove tecniche nel campo della microscopia elettronica, "Yaroslava Shakhova, capo dell'AICF, spiegato.

Inserendo un MO ₂ strato nel convenzionale Bi ₂ oh ₂ strato, i ricercatori hanno effettivamente aumentato il numero di dimensioni di questo materiale da uno a due; ipotizzano che possa essere interessante andare oltre, dal 2-D al 3-D, addensando il blocco di fluorite del composto. Ciò può migliorare sia le proprietà fotocatalitiche che altre notevoli proprietà osservate in questa classe di composti, come la ferroelettricità (polarizzazione elettrica spontanea che può essere invertita con un campo magnetico esterno).