奇异的“闪烁”晶体可能将二氧化碳转化为燃料,Power Quantum计算机

2020-07-28 08:02:59

想象一下像萤火虫一样“眨眼”的微小晶体,它可以将二氧化碳(气候变化的一个关键原因)转化为燃料。

根据“Angewandte Chemie”杂志上的一项研究,罗格斯大学领导的一个研究小组创造了超小的二氧化钛晶体,这种晶体表现出不同寻常的“眨眼”行为,可能有助于产生甲烷和其他燃料。这种晶体,也被称为纳米粒子,可以长时间保持带电状态,可能有利于开发量子计算机的努力。

资深作者特沃德罗斯(Teddy)Asefa是新不伦瑞克罗格斯大学艺术与科学学院化学与化学生物学系教授,他说:“我们的发现在很多方面都相当重要和耐人寻味,需要更多研究来了解这些奇异晶体是如何工作的,并发挥它们的潜力。”他也是工程学院化学与生化工程系的教授。

研究指出,每年生产超过1000万吨二氧化钛,使其成为使用最广泛的材料之一。例如,它被用于防晒霜、油漆、化妆品和清漆。它还用于造纸、塑料、纤维、橡胶、食品、玻璃和陶瓷行业。

科学家和工程师团队发现了一种制造极小二氧化钛晶体的新方法。虽然目前还不清楚为什么工程晶体会闪烁,研究还在进行中,但“闪烁”被认为是由于二氧化钛纳米颗粒上捕获的单电子造成的。在室温下,令人惊讶的是,电子在逃逸之前会在纳米颗粒上停留数十秒,然后在连续的循环中一次又一次地被捕获。

这些晶体在暴露在电子束下时会闪烁,可能对环境清理、传感器、电子设备和太阳能电池有用,研究小组将进一步探索它们的能力。

参考文献:张涛博士、刘景祥博士、余家国教授、Alexei M.Tyryshkin博士、Eliška Mikmeková博士和Tewodros Asefa教授,2020年5月22日,Angewandte Chemie,“A Flinging mesoporous TiO2−x,由纳米锐钛矿与异常长寿命的陷阱电荷载流子组成”。Doi:10.1002/anie.202005143。

主要作者是罗格斯大学博士生张涛。合著者包括罗格斯大学职员科学家阿列克谢·M·泰里什金(Alexei M.Tyryshkin),以及武汉理工大学和捷克科学院的研究人员。这项研究由美国国家科学基金会资助。