p A POSTECH e um grupo de pesquisadores desenvolveram uma tecnologia que melhora drasticamente o desempenho dos fotocatalisadores plasmônicos usando nanocristais 'core @ shell' com laminações de metal atomicamente conformadas. p Nanocristais Core @ shells, que têm uma estrutura de um núcleo rodeado por uma casca, pode aproveitar a sinergia interfacial das contrapartes do núcleo e da casca, renderizando aplicações em catálise, eletrônicos, e exibe. Em particular, a superfície das nanopartículas plasmônicas do núcleo (ouro) são uniformemente revestidas com metais de transição cataliticamente ativos (platina, paládio, rutênio, e ródio) nas estruturas core @ shell. Sob a exposição da luz, a superfície deste híbrido fotocatalítico pode converter com eficiência a energia da luz em energia química.

p A fim de formar um sistema híbrido plasmônico-catalítico eficiente, uma técnica para revestir uma casca de metal muito fina no núcleo plasmônico é crucial. Contudo, estratégias convencionais relatadas até agora causam cascas grossas ao danificar ou deformar os materiais do núcleo, comprometendo significativamente suas características plasmônicas.

p A equipe de pesquisa liderada pelo Professor In Su Lee, do Departamento de Química da POSTECH, fabricou um sistema de confinamento nanoestruturado para eliminar os fatores que causavam o crescimento de camada espessa em técnicas convencionais e um sistema onde as nanopartículas plasmônicas podem ser separadas individualmente em solução. Aqui, irradiando uma fonte de luz, os pesquisadores conseguiram revestir a superfície dos nanocristais plasmônicos com laminações muito finas e uniformes com a espessura de um átomo. Pode ser expressa de forma semelhante ao revestimento da superfície de um comprimido em uma cápsula com uma película fina.

p Esta laminação de metal com revestimento fino não afetou as propriedades ópticas do material do núcleo, e esta estratégia fornece uma plataforma para sintetizar materiais fotocatalíticos híbridos, em que o desempenho catalítico do invólucro e as propriedades plasmônicas do material do núcleo são efetivamente combinados. Em particular, Os nanocristais híbridos de ouro @ platina revestidos com um filme fino de platina em nanobastões de ouro plasmônico exibiram uma conversão de energia muito alta, resultando em uma taxa aumentada de catálise para uma reação fotocatalítica, que converte moléculas orgânicas usando laser próximo ao infravermelho como fonte de energia sem qualquer perda na atividade catalítica, mesmo após o uso repetido. Além disso, usando esta abordagem, diferentes curvaturas de superfície de nanocristais plasmônicos podem ser revestidos e ativados independentemente usando diferentes fontes de luz, de modo que a atividade de um catalisador específico entre os materiais de catalisador mistos pode ser seletiva e remotamente operável.

p "Com a abordagem de síntese desenvolvida neste estudo, metais cataliticamente ativos podem ser finamente revestidos na superfície de vários tipos de nanopartículas plasmônicas em nível atômico, "comentou o professor In Su Lee, que conduziu o estudo." Por meio da sinergia com a concha de metal, ele pode ser usado como um fotocatalisador de alta eficiência em vários campos, incluindo a conversão de energia sustentável, biotecnologia, e campos biomédicos. "

p Uma equipe de pesquisa POSTECH liderada pelo professor In Su Lee, Professor de pesquisa Amit Kumar, e Ph.D. candidato Anubhab Acharya do Departamento de Química da POSTECH em colaboração com os professores Junsuk Rho da POSTECH, Yoon-Kyoung Cho da UNIST, e Sang Ho Oh da Universidade Sungkyunkwan. Com base na pesquisa exclusiva de 'reação química confinada em nanoespaço (NCCR)' que está sendo estudada pelo centro de pesquisa, Antecipa-se que esta pesquisa pode ser desenvolvida em uma tecnologia para regular artificialmente as funções das células.

p O estudo foi publicado como um artigo de capa no Jornal da American Chemical Society