Una innovadora técnica de imágenes desarrollada por investigadores de la Universidad de Cornell se muestra prometedora en la descontaminación del agua al proporcionar información sorprendente e importante sobre las partículas de catalizador que no se pueden obtener de otra manera.

Profesor de química, Peng Chen ha desarrollado un método que puede generar imágenes de reacciones catalíticas no fluorescentes (reacciones que no emiten luz) en partículas a nanoescala. Un método existente puede generar imágenes de reacciones que producen luz, pero eso se aplica solo a una pequeña fracción de reacciones, haciendo que la nueva técnica sea potencialmente significativa en campos que van desde la ingeniería de materiales hasta la nanotecnología y las ciencias de la energía.

Luego, los investigadores demostraron la técnica al observar la fotoelectrocatálisis, reacciones químicas que involucran interacciones con la luz, un proceso clave en la remediación ambiental.

"El método resultó ser muy simple, bastante simple de implementar y bastante simple de hacer, "dijo Chen, autor principal de "Imágenes de superresolución de reacciones no fluorescentes a través de la competencia, "que se publicó el 8 de julio en Química de la naturaleza . "Realmente extiende la imagen de reacción a un número casi ilimitado de reacciones".

Las reacciones catalíticas ocurren cuando un catalizador, como una partícula sólida, acelera un cambio molecular. Imágenes de estas reacciones a nanoescala a medida que ocurren, que la nueva técnica permite a los científicos hacer, puede ayudar a los investigadores a conocer el tamaño y la forma óptimos para las partículas de catalizador más eficaces.

En el papel, los investigadores aplicaron la nueva técnica para obtener imágenes de la oxidación de la hidroquinona, un microcontaminante que se encuentra en el agua, en partículas de catalizador de vanadato de bismuto, y descubrió comportamientos previamente desconocidos de los catalizadores que ayudaron a que la hidroquinona no fuera tóxica.

"Muchas de estas reacciones catalizadas son importantes para el medio ambiente, ", Dijo Chen." Así que podría estudiarlos para aprender cómo eliminar los contaminantes de un entorno acuoso ".

Previamente, El grupo de investigación de Chen fue pionero en la aplicación de imágenes de fluorescencia de una sola molécula, un no invasivo, Método relativamente económico y de fácil implementación que permite a los investigadores observar reacciones químicas en tiempo real. Debido a que el método se limitó a reacciones fluorescentes, sin embargo, su equipo trabajó durante años en un método de aplicación más amplia.

La técnica que descubrieron se basa en la competencia entre reacciones fluorescentes y no fluorescentes. La competencia suprime la reacción fluorescente, permitiendo que se mida y mapee, que a su vez proporciona información sobre la reacción no fluorescente.

Los investigadores llamaron a su método Técnica de obtención de imágenes habilitada por COMPetición con superresolución, o COMPETENCIAS.

"Esta técnica altamente generalizable se puede aplicar ampliamente para obtener imágenes de varias clases de sistemas no fluorescentes, como proteínas no etiquetadas, neurotransmisores y agentes de guerra química, "Dijo Peng." Por lo tanto, Esperamos que COMPEITS sea una tecnología de vanguardia con un impacto profundo en muchos campos, incluida la ciencia de la energía, Biología Celular, neurociencia y nanotecnología ".