Sciencemag.cz
Doporučujeme
Volné, respektive rozpouštědlem obalené (solvatované) elektrony v kapalině mohou iniciovat další chemické reakce. Výhodou přitom je, že po elektronech na rozdíl od jiných činidel nezůstane žádný odpad. Samozřejmě ovšem solvatované elektrony na rozdíl od klasických solvatovaných iontů není tak snadné připravit. Vědci z Rice University, Stanford University a University of Texas v Austinu nyní navrhli vyrábět solvatované elektrony interakcí světla a kovu.
Když světlo dopadá na kovovou nanočástici nebo na nějak nepravidelný povrch kovu (míněna nepravidelnost v nanometrovém měřítku), může excitovat elektrony do tzv. plazmonů (kvazičástice, oscilace uvolněných elektronů – elektronového plynu). Pokud se frekvence sousedních plazmonů shodují, mohou rezonovat a vzájemně se posilovat. Jak se v rámci nového výzkumu podařilo demonstrovat, právě tato plazmonová rezonance pak může vytvářet i solvatované elektrony (tj. dodat elektronům dostatek energie, aby opustily pevnou látku a přešly do okolního roztoku). V pokusu byla konkrétně použita kovová „elektroda“ potažená nanočásticemi stříbra o velikosti 95 nm a světlo o nízké intenzitě s vlnovou délkou v blízké ultrafialové oblasti. Použít lze i normální stříbrná elektroda, pak ale solvatované elektrony vznikají s řádově nižší účinností.
Jako jedno z možných využití se nabízí reakce, které budou ve vodě rozkládat běžné kontaminanty, např. dusičnany nebo organické sloučeniny chloru. Solvatované elektrony by také např. mohly z oxidu uhličitého vyvářet paliva při zachování uhlíkové neutrality.
Alexander Al-Zubeidi et al, Mechanism for plasmon-generated solvated electrons, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2217035120
Zdroj: Rice University / Phys.org
