En banbrytande bildteknik som utvecklats av forskare vid Cornell University visar löften om sanering av vatten genom att ge överraskande och viktig information om katalysatorpartiklar som inte kan erhållas på något annat sätt.

Kemiprofessor, Peng Chen har utvecklat en metod som kan avbilda icke -fluorescerande katalytiska reaktioner - reaktioner som inte avger ljus - på nanoskala partiklar. En befintlig metod kan bildreaktioner som producerar ljus, men det gäller bara en liten del av reaktionerna, gör den nya tekniken potentiellt betydande inom områden som sträcker sig från materialteknik till nanoteknik och energivetenskap.

Forskarna demonstrerade sedan tekniken för att observera fotoelektrokatalys - kemiska reaktioner som involverar interaktioner med ljus - en nyckelprocess för miljösanering.

"Metoden visade sig vara väldigt enkel - ganska enkel att implementera och ganska enkel att göra, "sa Chen, senior författare till "Super-Resolution Imaging of Nonfluorescent Reactions via Competition, "som publicerades den 8 juli Naturkemi . "Det utökar verkligen reaktionsbilden till ett nästan obegränsat antal reaktioner."

Katalytiska reaktioner uppstår när en katalysator, såsom en fast partikel, påskyndar en molekylär förändring. Imaging dessa reaktioner på nanoskala när de händer, som den nya tekniken tillåter forskare att göra, kan hjälpa forskare att lära sig den optimala storleken och formen för de mest effektiva katalysatorpartiklarna.

I tidningen, forskarna tillämpade den nya tekniken för att avbilda oxidationen av hydrokinon, ett mikropollutant som finns i vatten, på vismutvanadatkatalysatorpartiklar, och upptäckte tidigare okända beteenden hos katalysatorer som hjälpte till att göra hydrokinon icke -toxiskt.

"Många av dessa katalyserade reaktioner är miljömässigt viktiga, "Sa Chen." Så du kan studera dem för att lära sig att ta bort föroreningar från en vattenhaltig miljö. "

Tidigare, Chens forskargrupp var banbrytande för tillämpningen av enmolekylär fluorescensavbildning, en icke -invasiv, relativt billig och lätt implementerad metod som gör att forskare kan observera kemiska reaktioner i realtid. Eftersom metoden var begränsad till fluorescerande reaktioner, dock, hans team arbetade i flera år med en mer allmänt tillämpbar metod.

Tekniken som de upptäckte bygger på konkurrens mellan fluorescerande och icke -fluorescerande reaktioner. Tävlingen undertrycker den fluorescerande reaktionen, låter den mätas och kartläggas, som i sin tur ger information om den icke -fluorescerande reaktionen.

Forskarna namngav sin metod COMPETition Enabled Imaging Technique med superupplösning, eller Tävlingar.

"Denna mycket generaliserbara teknik kan i stort tillämpas på olika klasser av icke -fluorescerande system, såsom omärkta proteiner, signalsubstanser och kemiska krigföringsmedel, "Sade Peng." Därför, vi förväntar oss att KOMPETENSER ska vara en banbrytande teknik med djupgående inverkan på många områden, inklusive energivetenskap, cellbiologi, neurovetenskap och nanoteknik. "