今年是周期表150周年紀(jì)念日，推動德米特里門捷列夫建造他的桌子的原則仍然影響著今天的研究進(jìn)展。

在一個特殊的問題，科學(xué)，慶祝這一百五十周年紀(jì)念周年之際，一個密歇根州立大學(xué)的科學(xué)家重點(diǎn)介紹了一些通過周圍門捷列夫的影響力帶動全球目前的研究。

“我們的目標(biāo)是展示世界各地正在進(jìn)行的當(dāng)代研究，包括美國能源部支持的MSU研究，該研究正致力于實現(xiàn)光誘導(dǎo)化學(xué)過程的新方法，”MSU化學(xué)家和評論作者James McCusker說。

McCusker的貢獻(xiàn)集中在光吸收過程中，該過程包含了元素周期表中所謂的“過渡區(qū)”的元素。這類化合物涉及從太陽能對話到有機(jī)合成的各種事物。

“有效捕獲和使用太陽光 - 一種取之不盡，用之不竭，無污染的能源 - 對于替代化石燃料和緩解氣候變化至關(guān)重要，”McCusker說。“為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，吸收光之后必須發(fā)生的關(guān)鍵過程之一是電子的轉(zhuǎn)移，類似于植物在光合作用中的作用。”

但釋放這種能力已證明具有挑戰(zhàn)性。部分原因在于，將光轉(zhuǎn)化為可用電荷非常有效的化合物需要使用地球上一些含量最少的元素。以釕和銥為例，釕和銥廣泛用于生色團(tuán)，可以進(jìn)行這些光化學(xué)過程。

“釕是地殼中五種或六種含量最少的元素之一，對于像太陽能燃料生產(chǎn)這樣全球尺度問題的光捕獲組件來說根本不可行，”McCusker說。“我們需要找到地球上豐富的替代物，例如鐵，以使全球可擴(kuò)展性成為可能。這不是工程或制造問題，而是源于門捷列夫建造時發(fā)現(xiàn)的概念的基礎(chǔ)科學(xué)之一。周期表。“

這就是MSU的一些DOE支持的研究發(fā)揮作用的地方。McCusker的研究基于合成有機(jī)和無機(jī)化學(xué)以及一系列光譜技術(shù)的融合。

“對于我們的太陽能轉(zhuǎn)換工作而言，特別重要的是超快速時間分辨激光光譜學(xué)，它允許我們跟蹤光被吸收后不到一萬億分之一秒的化學(xué)系統(tǒng)的演變，”McCusker說。“在一個實驗室中結(jié)合合成和超快光譜的能力是研究的一個至關(guān)重要的方面，因為它允許我和我的學(xué)生在我們準(zhǔn)備的分子的組成和它們的光誘導(dǎo)特性之間建立直接聯(lián)系。”

他補(bǔ)充說，這個領(lǐng)域的前景很好。

“盡管還有許多工作要做，但是對于問題的周期性理解以及世界各地越來越多的研究小組的創(chuàng)造性工作的理解預(yù)示著我們?nèi)绾螌⒎肿訜o機(jī)化學(xué)與科學(xué)結(jié)合起來的巨大變化前景光捕獲和轉(zhuǎn)換確實很明亮，“McCusker說。