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Tewodros Asefa and Eliska Mikmekova
Die Pfeile zeigen, dass Titandioxid-Nanokristalle aufleuchten und blinken (links) und dann verblassen (rechts).
Hineinzoomen
Stellen Sie sich winzige Kristalle vor, die wie Glühwürmchen "blinken" und Kohlendioxid, eine Hauptursache des Klimawandels, in Brennstoffe umwandeln können.
Ein von Rutgers-Leitung geleitetes Team hat ultrakleine Titandioxid-Kristalle geschaffen, die ein ungewöhnliches "Blinzelverhalten" zeigen und zur Herstellung von Methan und anderen Kraftstoffen beitragen können, so eine Studie der Zeitschrift Angewandte Chemie. Die Kristalle, auch als Nanopartikel bekannt, bleiben lange Zeit geladen und könnten den Bemühungen zur Entwicklung von Quantencomputern zugute kommen.
"Unsere Ergebnisse sind in vielerlei Hinsicht sehr wichtig und faszinierend, und es sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich, um zu verstehen, wie diese exotischen Kristalle funktionieren und um ihr Potenzial auszuschöpfen", sagte der leitende Autor Tewodros (Teddy) Asefa, Professor in der Abteilung für Chemie und chemische Biologie an der School of Arts and Sciences der Rutgers University-New Brunswick. Er ist auch Professor in der Abteilung für Chemie- und Bioverfahrenstechnik an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften.
Jährlich werden mehr als 10 Millionen Tonnen Titandioxid produziert, was es zu einem der am weitesten verbreiteten Materialien macht, stellt die Studie fest. Es wird zum Beispiel in Sonnenschutzmitteln, Farben, Kosmetika und Lacken verwendet. Es wird auch in der Papier- und Zellstoff-, Kunststoff-, Faser-, Gummi-, Lebensmittel-, Glas- und Keramikindustrie verwendet.
Das Team von Wissenschaftlern und Ingenieuren entdeckte eine neue Methode zur Herstellung extrem kleiner Titandioxid-Kristalle. Es ist zwar immer noch unklar, warum die hergestellten Kristalle blinken, und die Forschung ist noch nicht abgeschlossen, aber man geht davon aus, dass das "Blinken" von einzelnen Elektronen herrührt, die auf Titandioxid-Nanopartikeln gefangen sind. Bei Raumtemperatur bleiben Elektronen - überraschenderweise - für Dutzende von Sekunden auf den Nanopartikeln gefangen, bevor sie entweichen und dann in einem kontinuierlichen Zyklus immer wieder gefangen werden.
Die Kristalle, die blinken, wenn sie einem Elektronenstrahl ausgesetzt werden, könnten für Umweltsanierungen, Sensoren, elektronische Geräte und Solarzellen nützlich sein, und das Forschungsteam wird ihre Fähigkeiten weiter erforschen.
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