Usædvanlige nanopartikler kan gavne søgen efter at bygge en kvantecomputer

Forestil dig små krystaller, der "blinker" som ildfluer og kan omdanne kuldioxid, en vigtig årsag til klimaændringer, til brændstoffer.

Et Rutgers-ledet team har skabt ultrasmå titandioxidkrystaller, der udviser usædvanlig "blinkende" adfærd og kan hjælpe med at producere metan og andre brændstoffer, ifølge en undersøgelse i tidsskriftet Angewandte Chemie . Krystallerne, også kendt som nanopartikler, blive opkrævet i lang tid og kunne gavne indsatsen for at udvikle kvantecomputere.

"Vores fund er ret vigtige og spændende på en række måder, og mere forskning er nødvendig for at forstå, hvordan disse eksotiske krystaller virker og for at opfylde deres potentiale, "sagde seniorforfatter Tewodros (Teddy) Asefa, en professor i Institut for Kemi og Kemisk Biologi på School of Arts and Sciences ved Rutgers University-New Brunswick. Han er også professor i Institut for Kemisk og Biokemisk Teknik på Ingeniørhøjskolen.

Mere end 10 millioner tons titandioxid produceres årligt, gør det til et af de mest anvendte materialer, undersøgelsesnotaterne. Det bruges i solcremer, maling, kosmetik og lakker, for eksempel. Det bruges også i papir og papirmasse, plast, fiber, gummi, mad, glas- og keramikindustrien.

Teamet af forskere og ingeniører opdagede en ny måde at lave ekstremt små titandioxidkrystaller på. Selv om det stadig er uklart, hvorfor de konstruerede krystaller blinker, og forskning pågår, det "blinker" menes at stamme fra enkelte elektroner fanget på titandioxid nanopartikler. Ved stuetemperatur, elektroner - forbløffende - forbliver fanget på nanopartikler i snesevis af sekunder, før de flygter og derefter bliver fanget igen og igen i en kontinuerlig cyklus.

Krystallerne, som blinker, når de udsættes for en elektronstråle, kan være nyttig til miljøoprydning, sensorer, elektroniske apparater og solceller, og forskergruppen vil undersøge deres muligheder yderligere.