p Os autores do artigo trabalhando no laboratório:Lauren Heald, Scott Sayres, Jake Garcia. Crédito:The Biodesign Institute da Arizona State University
p Fotocatalisadores são materiais úteis, com uma infinidade de aplicações ambientais e de energia, incluindo purificação de ar, tratamento de água, superfícies autolimpantes, tintas e revestimentos de combate à poluição, produção de hidrogênio e CO
2 conversão para combustíveis sustentáveis. p Um fotocatalisador eficiente converte a energia da luz em energia química e fornece essa energia para uma substância reagente, para ajudar na ocorrência de reações químicas.
p Um dos materiais mais úteis é conhecido como óxido de titânio ou titânia, muito procurado por sua estabilidade, eficácia como fotocatalisador e não toxicidade para humanos e outros organismos biológicos.
p Em uma nova pesquisa que aparece no
Journal of Physical Chemistry Letters , Scott Sayres e seu grupo de pesquisa descrevem suas investigações sobre a dinâmica molecular dos aglomerados de titânia.
p Essa pesquisa é um passo básico para o desenvolvimento de fotocatalisadores mais eficientes.
p A chave para tais avanços é a capacidade de estender o tempo que os elétrons dentro do material persistem em um estado excitado, pois esta duração fugaz é quando o titânia pode atuar como um fotocatalisador eficiente.
p Sondando o comportamento de um fotocatalisador em detalhes, Contudo, é um empreendimento complicado. Os clusters têm um nanômetro ou menos de tamanho (ou 1/100, 000º da largura de um cabelo humano) e os movimentos dos elétrons dentro das moléculas em estudo ocorrem em escalas de tempo surpreendentemente breves, medido em femtossegundos (ou um milionésimo de um bilionésimo de um segundo).
p O grupo Sayres aplica uma sequência de pulsos de laser para medir a fotodinâmica de clusters de titânia neutra (TiO2) n por meio de uma técnica chamada espectroscopia de bomba de femtossegundo. Pequenas mudanças no arranjo dos átomos causam mudanças nos movimentos do elétron (e-) e do buraco (h +). Crédito:The Biodesign Institute da Arizona State University
p O novo estudo explora clusters neutros (sem carga) de titânia pela primeira vez, rastrear os movimentos sutis de energia usando um laser de femtossegundo e uma técnica conhecida como espectroscopia de sonda de bomba. "Tratamos nossos lasers como câmeras, "Diz Sayres." Tiramos fotos de onde a energia flui ao longo do tempo. "
p Sayres, um pesquisador do Biodesign Center for Applied Structural Discovery, descreve a importância do estudo atual:
p "Examinamos os menores blocos de construção possíveis de titânia para entender a relação de como pequenas mudanças na estrutura atômica do material influenciam os tempos de vida do estado de excitação e o fluxo de energia. Aprender como isso acontece pode ajudar a redesenhar fotocatalisadores melhores no futuro."
