Generale

Naučnici su otkrili zašto srebrni skupovi emituju svjetlost


Skupine srebra zatvorene u matricama posjeduju izvanredna svojstva luminiscencije, ali malo se zna o njihovim strukturnim i elektronskim svojstvima, ili barem do sada.

Zahvaljujući interdisciplinarnom timu fizičara i kemičara predvođenih Univerzitetom Katholieke Leuven (KU Leuven) u Belgiji, sada tačno znamo kako i zašto nakupine atoma srebra zarobljene u zeolitima imaju tako izvanredna svojstva zračenja svjetlosti.

Ovo nedavno otkriće igra presudnu ulogu otvarajući nove mogućnosti za efikasnije aplikacije za osvetljenje koje bi mogle postati bolja alternativa za LED i TL lampe, doprinoseći naporima u energetskoj efikasnosti.

Kada se nakupine atoma srebra uhvate u zeoliti, porozni materijal sa malim kanalima i prazninama, oni imaju izvanredna svojstva zračenja. Istraživači su sada prvi put pokazali porijeklo ovih svojstava.

Šta su zeoliti i zašto je to važno

Zeoliti su mikroporozni, alumosilikatni minerali. Javljaju se prirodno, ali se proizvode i industrijski. 1756. švedski mineralog, kemičar i jedan od utemeljitelja moderne mineralogije Axel Fredrik Cronstedt skovao je termin zeolit(sa grčkog ζέω (zéō), kuhati i λίθος (líthos), kamen) nakon što je uočio da materijal koji brzo zagrijava stvara veliku količinu pare iz vode koja je apsorbovana.

U hemiji se zeoliti koriste za odvajanje molekula i kao zamke za molekule kako bi se mogli analizirati. Molekuli moraju biti određene veličine i oblika da bi mogli proći.

Naučnici koriste zeolite da simuliraju određene reakcije. Kada se molekule uhvate u praznine zeolita, oni gube pokretljivost i počinju se ponašati drugačije. Ovo zapažanje omogućilo je istraživačima iz KU Leuven da otkriju zašto i kako nakupine srebra emituju svjetlost kada su zarobljene u kavezima određene vrste zeolita.

Prema Didieru Grandjeanu, istraživaču iz Laboratorija za fiziku čvrstog stanja i magnetizma na KU Leuven, tim istraživača ozračio je mješavinu srebrnih jata sinhrotronskim zračenjem u Evropskom pogonu za sinhrotronsko zračenje u Grenoblu.

"Ono što je dobro u ovome je to što nam pruža puno informacija o strukturi i svojstvima materijala. Međutim, kako smo posebno željeli sagledati optička svojstva, koristili smo novu metodu koja je namjerno mjerila samo emitiranu svjetlost . Na ovaj način smo bili sigurni da gledamo samo određene čestice odgovorne za svjetlost ", rekao je Grandjean.

Istraživanje koje su proveli naučnici KU Leuven pružili su konačne i jasne dokaze da samo vrlo male nakupine od četiri atoma srebra u obliku tetraedra i okružene molekulima vode emituju svjetlost.

Sjaj srebrnih grozdova

Prema profesoru Peteru Lievensu, profesoru eksperimentalne fizike na Odjelu za fiziku i astronomiju KU Leuven, tetraedri čine jedinicu u kojoj se dva elektrona mogu slobodno kretati. "Ovo tvori takozvani super atom: strukturu koja se sastoji od nekoliko atoma, ali koja se ponaša vrlo slično kao jedan atom", kaže profesor Lievens.

"Optička svojstva klastera uzrokuju dva slobodna elektrona. Oni propadaju s višeg na niži nivo energije, što rezultira određenom nijansom zelenog svjetla. Zauzvrat, nivoi energije određeni su kemijskim svojstvima super atom ", kaže on.

Novo zapažanje rezultat je intenzivne suradnje između istraživača i u kemiji i u fizici. Prema profesoru Lievensu, eksperimentalna zapažanja potvrđena su naprednim teorijskim proračunima.

Nalazi služe kao osnova za identifikaciju kandidata kroz modifikovanje svojstava srebrnih grozdova u potrazi za željenim optičkim svojstvima koja se mogu koristiti za praktične višestruke primene u osvetljenju, slikanju i terapiji.

Naučnici su rezimirali svoje istraživanje u istraživačkom radu Porijeklo svijetle fotoluminiscencije maloatomskih srebrnih nakupina smještenih u LTA zeolitima, koji je objavljen u recenziranom akademskom časopisuNauka dana 17. avgusta 2018.


Pogledajte video: Stiže retrogradni Merkur Ovih 6 znakova će doživjeti pravu kosmičku oluju! (Oktobar 2021).