Un team di ricercatori dell'Università di Ottawa ha trovato un modo per utilizzare la luce visibile per trasformare il gas di anidride carbonica, o CO ₂ , in forme solide di carbonio che emettono luce. Questo sviluppo crea un nuovo, CO . a basso consumo energetico ₂ percorso di riduzione al carbonio solido che avrà implicazioni in molti campi.

Abbiamo parlato con l'autore principale Dr. Jaspreet Walia, Post-Doctoral Fellow presso la School of Electrical Engineering and Computer Science presso l'Università di Ottawa, e capo della ricerca Dr. Pierre Berini, uOttawa Distinguished Professor e cattedra di ricerca universitaria in Surface Plasmon Photonics, per saperne di più.

Per favore, parlaci della scoperta della tua squadra.

Pierre Berini:"Abbiamo ridotto l'anidride carbonica, un gas serra, al carbonio solido su una superficie nanostrutturata d'argento illuminata con luce verde, senza bisogno di altri reagenti. Elettroni energetici eccitati sulla superficie d'argento dal trasferimento di luce verde alle molecole di anidride carbonica, iniziare la dissociazione. È stato anche scoperto che i depositi di carbonio emettono un'intensa luce gialla in un processo noto come fotoluminescenza".

Come sei arrivato a queste conclusioni?

Jaspreet Walia:"Abbiamo utilizzato una tecnica nota come Raman Scattering per sondare la reazione in tempo reale per determinare quali prodotti, se del caso, si stavano formando. Con nostra sorpresa, abbiamo costantemente osservato tracce di carbonio che si formano sulla superficie, così come luce gialla brillante e visibile che emana dal campione."

Perché è importante?

Pierre Berini:"Recentemente, c'è stato un notevole sforzo di ricerca globale dedicato allo sviluppo di tecnologie in grado di trasformare la CO ₂ utilizzando la luce visibile. Il nostro lavoro non solo dimostra che questo è possibile, ma anche che si può formare carbonio solido che emette luce."

Quali sono le applicazioni di questa scoperta nella nostra vita?

Jaspreet Walia:"Questo percorso fisso per CO . senza reagenti ₂ riduzione a carbonio solido emettitore di luce, guidato dalla luce visibile, sarà di interesse per i ricercatori coinvolti nello sviluppo di trasformazioni chimiche guidate dal sole, processi catalitici su scala industriale, e metasuperfici emettitrici di luce."

"Più specificamente, rispetto alla creazione di carbonio direttamente dalla CO ₂ gas, i nostri risultati avranno un impatto sulla ricerca che coinvolge le reazioni assistite da plasmoni e mi aspetto l'emergere di applicazioni nelle industrie del petrolio e del gas, dove le trasformazioni catalitiche che coinvolgono composti a base di carbonio sono un'area di interesse chiave".

"Reazioni di nuova generazione che coinvolgono la CO ₂ e la luce potrebbe portare anche ad altri utili esiti, come il potenziale per la fotosintesi artificiale. I nostri risultati potrebbero essere utilizzati per il controllo e la manipolazione della luce su scala nanometrica, o alla possibilità di realizzare sorgenti luminose piatte per via dell'aspetto luminescente della nostra scoperta. Lo stesso carbonio nanostrutturato potrebbe essere utilizzato anche nella catalisi".

"Finalmente, la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa dai punti di carbonio su una superficie d'argento potrebbe essere molto sensibile all'ambiente locale, rendendolo un'attraente piattaforma di rilevamento degli inquinanti, Per esempio."

C'è qualcosa che vorresti aggiungere?

Pierre Berini:"Abbiamo imparato a formare depositi di carbonio solido che emettono luce "dall'aria densa", in una svolta resa possibile dalla trasformazione assistita dalla luce di CO ₂ gas guidato da elettroni energetici. Il progetto è stato interamente guidato dalla curiosità, senza aspettative sui risultati, e ha beneficiato della stretta collaborazione con gli studenti laureati Sabaa Rashid e Graham Killaire, oltre ai professori Fabio Variola e Arnaud Weck."