Honq-Konq Elm və Texnologiya Universitetinin (HKUST) Elmlər Məktəbinin kimyaçıları bu yaxınlarda üzvi sintezdə böyük irəliləyişə işarə edən “super” fotoreduktantı nümayiş etdirməklə fotokatalizdə əhəmiyyətli irəliləyiş əldə ediblər.

Kvant nöqtələri (QD) fotoredoks kimyasını inkişaf etdirmək üçün fotokatalizator kimi böyük vəd verir. Bununla belə, onların fotokatalitik üzvi çevrilmələrdə tətbiqi onların fotofizikasının məhdud anlayışı səbəbindən kiçik molekullu fotosensibilizatorların tətbiqindən geri qalır.

Müxtəlif tədqiqatlar fotoreduksiya effektivliyini artırmaq üçün bir strategiya kimi QD-lərdən isti elektronların yaradılmasını tədqiq etsə də, mülayim şəraitdə effektiv isti elektron generasiyasına nail olmaq mühüm problem yaratmışdır.

Bu problemin öhdəsindən gəlmək üçün HKUST-nin Kimya Departamentindən professor Lu Haipengin rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu görünən işığı udan QD-lərdən istifadə edən fotokatalitik sistem hazırlayıb. Komanda Mn²⁺ qatqılı CdS/ZnS QD-lərdə iki fotonlu spin-mübadilə Auger prosesi ilə asanlaşdırılan səmərəli isti elektron generasiya mexanizmini təqdim etdi.

Nəticələr Nature Communications jurnalında dərc olunub .

• Təklif olunan reaksiya mexanizminin sxemi. Kredit: HKUST
• Müxtəlif kimyəvi bağların reduktiv parçalanması. Kredit: HKUST
• Təklif olunan reaksiya mexanizminin sxemi. Kredit: HKUST
• Müxtəlif kimyəvi bağların reduktiv parçalanması. Kredit: HKUST

Bu mexanizm tərəfindən yaradılan isti elektronlar, Birch reduksiyası və C-Cl, C-Br, CI, CO, CC və NS bağlarının reduktiv parçalanması da daxil olmaqla müxtəlif üzvi reaksiyalar üçün əla potensial nümayiş etdirir. Qeyd edək ki, reaksiyalar −3,4 V (Vs. SCE) qədər aşağı substratın reduksiya potensialını yerləşdirə bilər.

Komanda adi fotokatalitik sistemlər üçün tələb olunan işıq enerjisinin yalnız 1%-ni istifadə etməklə bu nəticələrə nail olub. Bu səmərəliliyin artırılması onların iki foton həyəcanlandırma strategiyasından irəli gəlir ki, bu da olduqca güclü fotoreduktant yaradır.

Bundan əlavə, tədqiqat qrupu proqramlaşdırıla bilən montaj nöqtəsi çarpaz birləşmə kaskadlarını asanlaşdıraraq, işıq çıxışının intensivliyini modulyasiya etməklə isti elektronların yandırılması/söndürülməsinə imkan verir.

Professor Lu qeyd etdi ki, “Tədqiqat kvantla məhdudlaşmış yarımkeçiricilərin adi molekulyar fotokatalizatorlarla əvvəllər əlçatmaz olan çətin üzvi çevrilmələri asanlaşdırmaq üçün görünməmiş potensialını vurğulayır”.

Daha çox məlumat: Qinxuan Cao et al, Maqnit qatqılı kvant nöqtələrində spin-mübadilə Auger prosesləri ilə effektiv olan həddindən artıq potensial fotokataliz, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-60659-8

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Honq Konq Elm və Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir