一种控制光化学反应的催化剂

POSTECH 和一组研究人员开发了一种技术，该技术使用具有原子共形金属叠层的“核@壳”纳米晶体显着提高了等离子体光催化剂的性能。

Core@shells 纳米晶体具有核被壳包围的结构，可以利用核和壳对应物的界面协同作用，在催化、电子和显示器中应用。特别是，核等离子体纳米粒子(金)的表面在核@壳结构中均匀地涂覆有催化活性过渡金属(铂、钯、钌和铑)。在光照下，这种光催化混合物的表面可以有效地将光能转化为化学能。

为了形成有效的等离子体催化混合系统，在等离子体核上涂覆非常薄的金属壳的技术至关重要。然而，迄今为止报道的常规策略通过损坏或变形核心材料而导致厚壳，从而显着损害其等离子体特性。

由POSTECH化学系In Su Lee教授领导的研究团队制造了一种纳米结构限制系统，以消除传统技术中导致厚壳生长的因素，以及一种可以在溶液中单独分离等离子体纳米粒子的系统。在这里，通过照射光源，研究人员成功地在等离子体纳米晶体的表面涂覆了一个原子厚度的非常薄且均匀的叠层。它可以类似于在胶囊中的药丸表面涂上一层薄膜。

这种薄涂层金属叠层不影响核材料的光学性能，这种策略为合成混合光催化材料提供了一个平台，其中壳的催化性能和核的等离子体特性材料有效结合。特别是，在等离子体金纳米棒上涂有薄铂膜的金@铂杂化纳米晶体表现出非常高的能量转换，从而提高了光催化反应的催化速率，该反应使用近红外激光作为能源转换有机分子而没有任何损失重复使用后仍保持催化活性。此外，使用这种方法，可以使用不同的光源独立地涂覆和激活不同表面曲率的等离子体纳米晶体，从而可以选择性地远程操作混合催化剂材料中特定催化剂的活性。

“通过这项研究中开发的合成方法，催化活性金属可以在原子水平上薄薄地涂覆在各种类型的等离子体纳米粒子的表面上，”领导该研究的 In Su Lee 教授评论道。“通过与金属壳的协同作用，它可以在包括可持续能源转换、生物技术和生物医学领域在内的各个领域用作高效光催化剂。”

由 In Su Lee 教授、Amit Kumar 研究教授和博士领导的 POSTECH 研究团队。POSTECH化学系候选人Anubhab Acharya与POSTECH的Junsuk Rho教授，UNIST的Yoon-Kyoung Cho和成均馆大学的Sang Ho Oh共同合作。基于研究中心正在研究的独特的“纳米空间限制化学反应(NCCR)”研究，预计该研究可以发展成为一种人工调节细胞功能的技术。

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