蘇黎世大學(xué)的研究人員通過(guò)在銦基量子點(diǎn)的表面添加硫化鋅，開(kāi)發(fā)出一種用于人工光合作用的納米粒子。這些量子點(diǎn)從水和陽(yáng)光中產(chǎn)生清潔的氫燃料 - 一種可持續(xù)的能源。他們?yōu)樘?yáng)能光催化技術(shù)引入了新的環(huán)保和強(qiáng)大的材料。

量子點(diǎn)是真正的全能者。這些尺寸僅為幾納米的材料結(jié)構(gòu)顯示出與分子或原子類似的行為，并且可以系統(tǒng)地調(diào)制它們的形狀，尺寸和電子數(shù)量。這意味著它們的電氣和光學(xué)特性可以針對(duì)許多目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行定制，例如新的顯示技術(shù)，生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用以及光伏和光催化。

使用陽(yáng)光和水進(jìn)行燃料生產(chǎn)

目前另一種面向應(yīng)用的研究旨在直接從水和太陽(yáng)光產(chǎn)生氫。氫是一種清潔高效的能源，可以轉(zhuǎn)化為廣泛使用的燃料形式，包括甲醇和汽油。以前用于能源研究的最有希望的量子點(diǎn)類型含有鎘，由于其毒性，鎘已被許多商品禁用。蘇黎世大學(xué)化學(xué)系教授，成都西南石油大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院的科學(xué)家Greta Patzke團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種新型納米材料，不含有毒成分，用于光催化。

含銦核心，含有一層薄薄的硫化鋅

三納米顆粒由磷化銦核和非常薄的硫化鋅和硫化物配體層組成。“與含有鎘的量子點(diǎn)相比，新型復(fù)合材料不僅環(huán)保，而且在從光和水中生產(chǎn)氫氣時(shí)也非常高效，”Greta Patzke解釋道。發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)表面上的硫化物配體促進(jìn)了光驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)中涉及的關(guān)鍵步驟，即電荷載體的有效分離及其向納米顆粒表面的快速轉(zhuǎn)移。

環(huán)保應(yīng)用的巨大潛力

新開(kāi)發(fā)的無(wú)鎘納米材料有可能成為各種商業(yè)領(lǐng)域更環(huán)保的替代品。“水溶性和生物相容性銦基量子點(diǎn)在未來(lái)也可以通過(guò)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氫來(lái)測(cè)試?；蛘咚鼈兛梢园l(fā)展成低毒性生物傳感器或非線性光學(xué)材料，例如，”Greta補(bǔ)充道。 Patzke。她將繼續(xù)專注于大學(xué)研究?jī)?yōu)先計(jì)劃“LightChEC”中人工光合作用催化劑的開(kāi)發(fā)。該跨學(xué)科研究計(jì)劃旨在開(kāi)發(fā)新的分子，材料和工藝，用于直接存儲(chǔ)化學(xué)鍵中的太陽(yáng)能光能。