L'uso dell'oro nero può avvicinarci di un passo alla lotta contro il cambiamento climatico. Credito:Royal Society of Chemistry, Scienze chimiche
Il riscaldamento globale è una seria minaccia per il pianeta e per gli esseri viventi. Una delle principali cause del riscaldamento globale è l'aumento della CO . atmosferica 2 livello. La principale fonte di questa CO 2 proviene dalla combustione di combustibili fossili nella nostra vita quotidiana (elettricità, veicoli, industria e molti altri).
I ricercatori del TIFR hanno sviluppato la sintesi in fase di soluzione di colloidosomi plasmonici dendritici (DPC) con distanze interparticelle variabili tra le nanoparticelle d'oro (NP) utilizzando un approccio di crescita ciclo per ciclo ottimizzando la fase di crescita di nucleazione. Questi DPC hanno assorbito l'intera regione visibile e nel vicino infrarosso della luce solare, a causa dell'accoppiamento plasmonico interparticellare e dell'eterogeneità nelle dimensioni di Au NP, che trasformava il materiale d'oro in oro nero.
Il (nano)oro nero è stato in grado di catalizzare la CO 2 al metano (carburante) a pressione e temperatura atmosferica, utilizzando l'energia solare. I ricercatori hanno anche osservato l'effetto significativo degli hotspot plasmonici sulle prestazioni di questi DPC per la purificazione dell'acqua di mare in acqua potabile tramite la generazione di vapore, spiegamento proteico assistito dal salto di temperatura, ossidazione dell'alcool cinnamilico usando ossigeno puro come ossidante, e idrosililazione di aldeidi.
I risultati sono stati attribuiti a distanze interparticelle variabili e dimensioni delle particelle in questi DPC. I risultati indicano gli effetti sinergici di EM e hotspot termici, nonché di elettroni caldi sulle prestazioni dei DPC. Così, I catalizzatori DPC possono essere efficacemente utilizzati come fotocatalizzatori leggeri Vis-NIR, e la progettazione di nuovi nanocatalizzatori plasmonici per un'ampia gamma di altre reazioni chimiche potrebbe essere possibile utilizzando il concetto di accoppiamento plasmonico.
La termometria Raman e la SERS (spettroscopia Raman con superficie potenziata) hanno fornito informazioni sugli hotspot termici ed elettromagnetici e sulle temperature locali che si è scoperto essere dipendenti dall'accoppiamento plasmonico interparticellare. La distribuzione spaziale dei modi plasmonici di superficie localizzati mediante mappatura plasmonica STEM-EELS ha confermato il ruolo delle distanze interparticellari nella SPR (Surface Plasmon Resonance) del materiale.
Così, in questo lavoro, utilizzando le tecniche delle nanotecnologie, i ricercatori hanno trasformato l'oro metallico in oro nero, modificando le dimensioni e gli spazi tra le nanoparticelle d'oro. Simile agli alberi, che utilizzano CO 2 , luce solare e acqua per produrre cibo, l'oro nero sviluppato si comporta come un albero artificiale che utilizza CO 2 , luce solare e acqua per produrre carburante, che può essere utilizzato per far funzionare le nostre auto. In particolare, l'oro nero può anche essere usato per convertire l'acqua di mare in acqua potabile usando il calore che l'oro nero genera dopo aver catturato la luce del sole.
Questo lavoro è un modo per sviluppare "alberi artificiali" per catturare e convertire la CO 2 per carburante e sostanze chimiche utili. Sebbene in questa fase, il tasso di produzione di carburante è basso, nei prossimi anni, queste sfide possono essere risolte. Potremmo essere in grado di convertire CO 2 per alimentare utilizzando la luce solare a condizioni atmosferiche, su scala commercialmente valida e CO 2 può quindi diventare la nostra principale fonte di energia pulita.
