Przełom w fotochemii: tani i wydajny kompleks manganu
Tradycyjne reakcje chemiczne najczęściej wymagają podgrzewania, jednak coraz większą rolę w nowoczesnej chemii odgrywa światło. Fotochemia pozwala na precyzyjne sterowanie reakcjami, ale dotychczas opierała się głównie na drogich i rzadkich metalach, takich jak ruten, osm czy iryd. Nowe badania zespołu z Johannes Gutenberg Universität Mainz (JGU) wskazują, iż powszechnie dostępny mangan może stać się kluczowym składnikiem przyszłych, zrównoważonych rozwiązań fotochemicznych.
Rekordowe parametry i uproszczona synteza
Jak podkreśla prof. Katja Heinze z JGU, opracowany kompleks manganu łączy wyjątkowo długi czas życia wzbudzonego stanu z prostotą syntezy:
„Ten kompleks metalu wyznacza nowy standard w fotochemii: łączy rekordowy czas życia wzbudzonego stanu z prostą syntezą.” – prof. Katja Heinze
W przeciwieństwie do wcześniejszych związków manganu, które wymagały wieloetapowej i złożonej syntezy, nowy kompleks powstaje w jednym etapie z ogólnodostępnych substratów. Dr Nathan East, odpowiedzialny za pierwszą syntezę, podkreśla, iż materiał można uzyskać gwałtownie i efektywnie.
Wyjątkowe adekwatności fotofizyczne
Kompleks absorbuje światło z bardzo wysoką wydajnością, a jego czas życia wzbudzonego stanu wynosi aż 190 nanosekund – to dwa rzędy wielkości więcej niż w przypadku dotychczas znanych kompleksów metali powszechnych, takich jak żelazo czy mangan. Dr Robert Naumann, główny spektroskopista zespołu, wyjaśnia znaczenie tego parametru:
„Czas życia kompleksu wynoszący 190 nanosekund jest niezwykły. To dwa rzędy wielkości dłużej niż w przypadku innych znanych kompleksów powszechnych metali.” – dr Robert Naumann
Długi czas życia wzbudzonego stanu pozwala katalizatorowi skuteczniej przekazywać elektrony innym cząsteczkom w trakcie reakcji fotochemicznych.
Potencjał dla zrównoważonej produkcji energii
Odkrycie otwiera nowe możliwości dla skalowalnych i ekologicznych procesów fotochemicznych, w tym potencjalnie dla produkcji wodoru z wykorzystaniem energii słonecznej. Prosta synteza, silna absorpcja światła oraz stabilność kompleksu czynią z niego atrakcyjny materiał do zastosowań przemysłowych.
Źródło: ScienceDaily
