太阳能是可再生能源的来源。阳光是一种高能紫外线波长短于400海里,有各种各样的应用程序。例如,为光聚合树脂,光催化剂活化开车过程生成绿色氢或有价值的碳氢化合物(燃料、糖、烯烃等)。“人工光合作用”一词常被用来描述后者。
图片来源:Yoichi村上教授
另一个至关重要的使用是由紫外线光催化反应,有效地破坏了细菌和病毒。
电磁波谱的紫外线部分只占大约4%的陆地阳光,这是不幸的。结果,很大一部分太阳光谱没有被用于这些目的。
光子上转换(UC)可以提供解决此问题的方法。它是“三连音三连音毁灭”的过程(TTA),变换元件,低能光子(像那些出现在可见光)到短波,高能光子(像那些出现在紫外线)。
先前的研究在这一领域有记录visible-to-UV加州大学利用有机溶剂解决方案;然而,阻止氧气接触退化和去活化TTA-based光子UC样本,解决方案之前必须先缺氧包装在一个密闭容器里。
这些材料不仅亚博网站下载缺乏氧气的存在耐光性,但也未能函数当暴露于太阳入射光线的亮度。这些问题创造了障碍光子加州大学的实际使用。
榎本失败Riku先生Yoichi村上教授和研究生东京理工大学,现在已经找到了一个解决这些问题的一个开创性的固体薄膜执行visible-to-UV光子UC弱入射光而被photostable无与伦比的在空中的时间长度。在他们的研究发表在《材料化学C亚博网站下载,他们详细的革命性的想法。
我们的发明将使的可见部分的实际利用率低强度的光,如阳光,房间光线,有效地完成了紫外线的应用程序。及其photostability-demonstrated至少超过100小时,即使在空气的存在所报道的最高的任何TTA-based光子加州大学材料,无论物质形式,只要我们可以调查。
Yoichi村上,教授,实验室零碳能源、创新研究所,东京理工学院
这些电影也有破纪录的兴奋阈(只有0.3×太阳的强度)和加州大学高量子产率的4.3%(8.6%)的规范化UC发射效率都存在空气,使其独特的材料,因为大多数材料在课堂上失去光子UC能力当暴露在空气中。亚博网站下载
研究人员选择了敏化剂和歼灭者的结合,创建材料,然后融化在一起。敏化剂是一种分子能吸收——光子的发色团;歼灭者是一个有机分子,接收到三联体从敏化剂,然后触发TTA兴奋能量的过程。
冷却后双组分融化在一个表面的温度梯度控制,创建一个固态visible-to-UV光子UC薄膜。温度梯度固化是一个独特的方法,非常可重复和控制,使其适合使用实际的工业过程。
村上教授补充道,“我们相信,温控凝固可以提供一个坚实的基础为发展先进光子加州大学电影,也在固体基质不使用有机溶剂,首次证明了这项工作。”
最后,研究人员使用薄膜治疗和紫外线固化树脂,通常需要同样的过程,展示了visible-to-UV光子加州大学系统的使用1-Sun-intensity模拟阳光组成的可见光。
加州大学的研究引入了一个独特的类固体实用风格与卓越的耐光性,可以利用upconvert低强度的可见光光子进入紫外线光子当有空气。
村上教授总结道,“我们的研究不仅会扩大勘探的一个新类UV-light-generating材料但也将有助于大幅扩大的效用丰富弱可见光对受紫外线的应用程序。亚博网站下载”
期刊引用:
榎本失败,R。et al。(2023)无溶剂温度梯度融化形成高效visible-to-UV光子上转换有机电影现世的阈值,超过100 h在空气中耐光性。《材料化学C亚博网站下载。doi: 10.1039 / D2TC04578H。
来源:https://www.titech.ac.jp/english