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Phương pháp chơi tài xỉu:中国科学家「拍摄」微观世界「清明上河图」

admin4个月前14

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  上李灿院士(中)﹑范峰滔研究员(左)和陈若天副研究员讨论问题。\受访者供图;下光生电荷转移演化全时空影像。

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  【大公报讯】记者宋伟大连报道:中科院大连化学物理研究所太阳能研究部李灿院士、范峰滔研究员等综合集成多种可在时空尺度衔接的技术,对光催化剂纳米颗粒的光生电荷转移进行全时空探测,揭示了复杂的多重电荷转移机制,这也是在全球范围内首次「拍摄」到光生电荷转移演化的全时空影像。北京时间10月12日夜,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)发表了这一成果。

  李灿院士、范峰滔研究员团队明确了电荷分离机制与光催化分解水效率之间的本质关联,为突破太阳能光催化反应的瓶颈提供了新认识和研究策略。李灿表示,光催化分解水的核心科学挑战在于如何实现高效的光生电荷的分离和传输。由于这一过程跨越从飞秒(一千万亿分之一秒)到秒、从原子到微米的巨大时空尺度,揭开全过程的微观机制极具挑战性。

  促光解水制太阳燃料应用

  通过自主研发的时间分辨光发射显微镜(飞秒到纳秒)、瞬态表面光电压光谱(纳秒到微秒)和表面光电压显微镜(微秒到秒)等一系列先进「照相机」,像接力赛一样,首次在一个光催化剂颗粒中跟踪电子和空穴到表面反应中心的整个机制,并首次「拍摄」到光生电荷转移演化全时空图像。「光生电荷的影像就像清明上河图一样,我们可以从中看到电子在纳米尺度上是怎样转移的,并分析它是怎么对我们关注的光催化效率产生影响的。」李灿表示,「未来,这个成果有望促进太阳能光催化分解水制取太阳燃料在实际生活中的应用,为生产和生活提供清洁、绿色的能源。」

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