Ağaçlar, çalılar ve diğer bitkiler su ve karbondioksiti fotosentez yoluyla oksijene ve glikoza dönüştürmede son derece etkilidir. Sürecin temel mekanizmalarını bilmek ve bunları diğer genel uygulamalar için kullanmak, insanlık için çok büyük faydalar sağlayacaktır. Güneş ışığının enerjisi, örneğin otomobiller için yakıt olarak sudan hidrojen üretmek için kullanılabilir.

(a) Adsorbe metale bağlanırsa, metalde elektrik dipolleri indüklerler. Metal içinde serbestçe hareket eden elektronlar bu indüklenen dipollerle çarpışabilir ve enerjilerini kaybedebilir. (b + c) Böyle bir çarpışmanın etkinliği, indüklenen dipollerin oryantasyonuna ve dolayısıyla adsorbatın kimyasına bağlıdır. 

Plasmons: Eşzamanlı olarak salınım yapan elektronlar

Bilim insanları , kimyasal işlemler için ışığı yakalamak ve kullanmak için metalik nanoparçacıkları kullanırlar. Fotokatalizde nanoparçacıkların ışığa maruz bırakılması plazmonlar olarak adlandırılır. Plazmonlar, malzemedeki serbest elektronların toplu salınımlarıdır. Mainz Üniversitesi'nden Profesör Carsten Sönnichsen, “Plazmonlar görünür ışık için antenler gibi davranıyor” dedi. Bununla birlikte, bu tür nano-antenleri içeren fotokatalizde yer alan fiziksel süreçler henüz ayrıntılı olarak anlaşılmamıştır. JGU ve Rice Üniversitesi'ndeki ekipler şimdi bu gizeme ışık tutuyor.

Yüksek lisans öğrencisi Benjamin Förster ve danışmanı Carsten Sönnichsen bu süreci daha kapsamlı olarak araştırıyor. Förster, öncelikle ışıklandırılmış plazmonların ışığı nasıl yansıttığını ve hangi yoğunlukta olduğunu belirlemeye yoğunlaşmıştır. Tekniğinde iki özel tiol izomeri kullanıldı, bunlar yapıları karbon atomlarının kafesleri olarak düzenlenmiş moleküller. Moleküllerin kafes benzeri yapıları içinde iki bor atomu vardır. İki izomerdeki bor atomlarının pozisyonlarını değiştirerek, araştırmacılar dipol anlarını, bir başka deyişle, kafesler üzerindeki uzaysal yük ayrımını değiştirebilmişlerdir.

Bu ilginç bir keşfe yol açtı: İki tip kafesin metal nanopartiküllerin yüzeyine ve ışık kullanılarak uyarılmış plazmonlara uygulanmış olması durumunda, plazmonlar, o anda yüzeyde hangi kafesin bulunduğuna bağlı olarak farklı miktarlarda ışığı yansıtıyordu. Kısacası, altın nanoparçacıkların yüzeyinde bulunan moleküllerin kimyasal yapısı, plazmonların lokal rezonansını etkiledi çünkü moleküller ayrıca altın nanoparçacıkların elektronik yapısını değiştirir.

Kaynak : phys