Ny billeddannelsesmetode hjælper med vanddekontaminering

En banebrydende billeddannelsesteknik udviklet af forskere fra Cornell University viser løfte om dekontaminering af vand ved at give overraskende og vigtig information om katalysatorpartikler, der ikke kan opnås på anden måde.

Kemiprofessor, Peng Chen har udviklet en metode, der kan forestille ikke -fluorescerende katalytiske reaktioner - reaktioner, der ikke udsender lys - på nanoskala partikler. En eksisterende metode kan billedreaktioner, der producerer lys, men det gælder kun for en lille brøkdel af reaktioner, gør den nye teknik potentielt vigtig inden for områder lige fra materialeteknik til nanoteknologi og energividenskab.

Forskerne demonstrerede derefter teknikken til at observere fotoelektrocatalyse - kemiske reaktioner, der involverer interaktioner med lys - en vigtig proces i miljøsanering.

"Metoden viste sig faktisk at være meget enkel - ganske enkel at implementere og ganske enkel at gøre, "sagde Chen, seniorforfatter af "Superopløsningsbilleddannelse af ikke-fluorescerende reaktioner via konkurrence, ", der udgav 8. juli i Naturkemi . "Det udvider virkelig reaktionsbilledet til et næsten ubegrænset antal reaktioner."

Katalytiske reaktioner opstår, når en katalysator, såsom en fast partikel, fremskynder en molekylær ændring. Imaging disse reaktioner i nanoskalaen, når de sker, som den nye teknik gør det muligt for forskere at gøre, kan hjælpe forskere med at lære den optimale størrelse og form for de mest effektive katalysatorpartikler.

I avisen, forskerne anvendte den nye teknik til at forestille oxidation af hydroquinon, et mikropollutant fundet i vand, på bismuthvanadatkatalysatorpartikler, og opdagede tidligere ukendt adfærd hos katalysatorer, der hjalp med at gøre hydroquinon ugiftig.

"Mange af disse katalyserede reaktioner er miljømæssigt vigtige, "Sagde Chen." Så du kunne studere dem for at lære at fjerne forurenende stoffer fra et vandigt miljø. "

Tidligere har Chens forskergruppe var banebrydende for anvendelsen af ​​enkeltmolekylær fluorescensbilleddannelse, en ikke -invasiv, relativt billig og let implementeret metode, der gør det muligt for forskere at observere kemiske reaktioner i realtid. Fordi metoden var begrænset til fluorescerende reaktioner, imidlertid, hans team arbejdede i årevis på en mere anvendelig metode.

Den teknik, de opdagede, er afhængig af konkurrence mellem fluorescerende og ikke -fluorescerende reaktioner. Konkurrencen undertrykker den fluorescerende reaktion, gør det muligt at måle og kortlægge som igen giver information om ikke -fluorescerende reaktion.

Forskerne navngav deres metode KONKURRENCE-aktiveret billedteknik med superopløsning, eller KONKURRENCER.

"Denne meget generaliserbare teknik kan i vid udstrækning anvendes på billeder af forskellige klasser af ikke -fluorescerende systemer, såsom umærkede proteiner, neurotransmittere og kemiske krigsførelsesmidler, "Sagde Peng." Derfor, vi forventer, at KONKURRENCE er en banebrydende teknologi med dybtgående påvirkninger på mange områder, herunder energividenskab, cellebiologi, neurovidenskab og nanoteknologi. "