Một nhóm nghiên cứu liên ngành thuộc Viện Nghiên cứu Chất kết dính và Giao diện Max Planck hiện đang giới thiệu một công nghệ điều khiển bằng laser cho phép họ tạo ra các hạt nano từ các vật liệu như ôxít đồng, niken. Ở tốc độ in thông thường, các quang điện cực được tạo ra theo cách này, chẳng hạn, cho một loạt các ứng dụng như tạo hydro xanh. Các phương pháp trước đây chỉ tạo ra những vật liệu nano như vậy với năng lượng đầu vào cao trong các bình phản ứng cổ điển và mất rất nhiều giờ. Với công nghệ điều khiển bằng tia laser được phát triển tại viện, các nhà khoa học có thể lắng đọng một lượng nhỏ vật chất trên bề mặt và đồng thời thực hiện tổng hợp hóa học trong thời gian rất ngắn bằng cách sử dụng nhiệt độ cao từ tia laser. Junfang Zhang, tác giả đầu tiên của công trình nghiên cứu cho biết: 'Khi tôi phát hiện ra các tinh thể nano dưới kính hiển vi điện tử, tôi biết mình đang phát hiện ra một điều gì đó rất quan trọng. Khám phá này đã trở thành một phương pháp mới và thân thiện với môi trường để tổng hợp các vật liệu có thể chuyển đổi hiệu quả năng lượng mặt trời thành điện năng. Không có đường vòng từ ánh sáng mặt trời tới hydro: 'Ngày nay hầu hết hydro xanh được sản xuất từ nước bằng cách sử dụng điện năng được tạo ra bởi các tấm pin mặt trời và được lưu trữ trong pin. Tiến sĩ Aleksandr Savateev cho biết: Bằng cách sử dụng các quang điện cực, chúng ta có thể sử dụng trực tiếp ánh sáng mặt trời. Nguyên lý mới được phát triển hoạt động với cái gọi là oxit kim loại chuyển tiếp, chủ yếu là đồng, coban và oxit niken, tất cả đều là chất xúc tác tốt. Tính năng đặc biệt của các oxit này là sự đa dạng của các dạng tinh thể của chúng (tinh thể nano như thanh nano hoặc sao nano), ảnh hưởng đến năng lượng bề mặt của chúng. Mỗi cấu trúc có thể có ảnh hưởng khác nhau đến phản ứng xúc tác. Do đó, điều quan trọng là các cấu trúc nano này có thể được thực hiện có mục tiêu - hoặc thậm chí không hướng tới mục tiêu, nhưng có thể lặp lại. Công nghệ đã phát triển cũng có thể được sử dụng để tìm ra các chất xúc tác mới một cách nhanh chóng và hiệu quả. Tiến sĩ Felix Löffler cho biết thêm: 'Chấm laze từng chấm một, chúng ta có thể tạo ra các chất xúc tác khác nhau bằng cách thay đổi thành phần và điều kiện đơn giản, và sau đó cũng có thể kiểm tra chúng song song ngay lập tức.' Phương pháp Tương tự như nguyên tắc của máy đánh chữ, vật liệu được chuyển từ người cho sang người nhận. Trước đây vật liệu là 'mực', một loại polyme rắn, được trộn với các muối kim loại, sau này có gắn một màng mỏng cacbon nitrua trên một điện cực dẫn điện. Chiếu xạ laser đúng đích là chuyển các muối đến chất nhận cùng với polyme nóng chảy. Nhiệt độ cao trong thời gian ngắn khiến các muối phản ứng trong vòng mili giây và biến đổi chúng thành các hạt nano oxit kim loại với hình thái mong muốn.
Nguồn: https://www.sciasedaily.com/ |