Idealmente, un pigmento dovrebbe essere resistente alla corrosione sotto irraggiamento luminoso, specialmente ai raggi UV. Dovrebbe anche mantenere il suo colore bianco a lungo termine. Oggi, l'industria ha già ottenuto tutto questo con il solfuro di zinco, ma il materiale risultante non è adatto a sfruttare l'altra sua caratteristica di innescare la reazione fotocatalitica perché sulla superficie della particella non rimangono portatori di carica.

Collaborando con il Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion (Mülheim a.d. Ruhr) e il partner industriale Venator, I chimici UDE del NanoEnergieTechnikZentrum (NETZ) hanno ora sviluppato un'alternativa:"Abbiamo racchiuso particelle di solfuro di zinco in un guscio protettivo di allumina spesso solo tre nanometri, strato atomico per strato atomico, " spiega il dottor Sven Reichenberger, capo del Catalysis Group in Technical Chemistry." Queste strutture core-shell si sono dimostrate stabili all'irradiazione UV ad alta energia e ai mezzi corrosivi negli esperimenti di laboratorio iniziali.

Possibile utilizzo per la fornitura di energia sostenibile

L'ulteriore vantaggio è che le particelle in questa forma sono concepibili anche come fotocatalizzatori, cioè per indurre reazioni chimiche innescate dalla luce, come la degradazione di composti chimici velenosi nelle acque reflue o la scissione dell'acqua in ossigeno e idrogeno vettore energetico. "Perché questo accada, gli elettroni dovrebbero essere in grado di penetrare nel guscio di allumina, " sottolinea Reichenberger. "Questo non è ancora il caso, ma stiamo attualmente testando se questo può essere ottenuto con uno strato ancora più sottile".

Se questo riesce, le strutture core-shell sarebbero di grande interesse per il trattamento fotocatalitico delle acque reflue, Per esempio, o per convertire l'energia solare in vettori energetici immagazzinabili.