Uma técnica de imagem inovadora desenvolvida por pesquisadores da Cornell University mostra-se promissora na descontaminação da água, produzindo informações surpreendentes e importantes sobre as partículas do catalisador que não podem ser obtidas de outra forma.

Professor de química, Peng Chen desenvolveu um método que pode gerar imagens de reações catalíticas não fluorescentes - reações que não emitem luz - em partículas em nanoescala. Um método existente pode gerar imagens de reações que produzem luz, mas isso se aplica apenas a uma pequena fração de reações, tornando a nova técnica potencialmente significativa em campos que vão da engenharia de materiais à nanotecnologia e ciências da energia.

Os pesquisadores então demonstraram a técnica na observação de fotoeletrocatálise - reações químicas envolvendo interações com a luz - um processo chave na remediação ambiental.

"O método acabou sendo muito simples - muito simples de implementar e muito simples de fazer, "disse Chen, autor sênior de "Super-Resolution Imaging of Nonfluorescent Reactions via Competition, "que foi publicado em 8 de julho em Química da Natureza . "Isso realmente estende a imagem de reação a um número quase ilimitado de reações."

As reações catalíticas ocorrem quando um catalisador, como uma partícula sólida, acelera uma mudança molecular. Imaginando essas reações em nanoescala à medida que acontecem, que a nova técnica permite que os cientistas façam, pode ajudar os pesquisadores a aprender o tamanho e a forma ideais para as partículas de catalisador mais eficazes.

No papel, os pesquisadores aplicaram a nova técnica para obter imagens da oxidação da hidroquinona, um micropoluente encontrado na água, em partículas de catalisador de vanadato de bismuto, e descobriu comportamentos até então desconhecidos de catalisadores que ajudaram a tornar a hidroquinona não tóxica.

"Muitas dessas reações catalisadas são ambientalmente importantes, "Chen disse." Então você poderia estudá-los para aprender como remover poluentes de um ambiente aquoso. "

Anteriormente, O grupo de pesquisa de Chen foi pioneiro na aplicação de imagens de fluorescência de molécula única, um não invasivo, método relativamente barato e facilmente implementado que permite aos pesquisadores observar as reações químicas em tempo real. Como o método foi limitado a reações fluorescentes, Contudo, sua equipe trabalhou durante anos em um método mais amplamente aplicável.

A técnica que eles descobriram depende da competição entre reações fluorescentes e não fluorescentes. A competição suprime a reação fluorescente, permitindo que seja medido e mapeado, que, por sua vez, fornece informações sobre a reação não fluorescente.

Os pesquisadores nomearam seu método Técnica de Imagem Habilitada por Competição com Super-resolução, ou COMPEITS.

"Esta técnica altamente generalizável pode ser amplamente aplicada à imagem de várias classes de sistemas não fluorescentes, como proteínas não marcadas, neurotransmissores e agentes de guerra química, "Peng disse." Portanto, esperamos que COMPEITS seja uma tecnologia inovadora, com impactos profundos em muitos campos, incluindo a ciência da energia, biologia Celular, neurociência e nanotecnologia. "