Přeložit náš web

Út, 1. 7. 2025.

Svátek má Jaroslava.

27.6 C
Olomouc
27.7 C
Prostějov
25.5 C
Přerov
25.3 C
Šumperk
23.9 C
Jeseník
Úterý, 1. července 2025.

Svátek má Jaroslava.  Dobrý večer.

Nový materiál umožňuje výrobu chemikálií s využitím slunce a vody

Mezinárodní tým vědců z Česka, Německa a Číny vyvinul s pomocí nanotechnologií a atomárního inženýrství unikátní materiál, který dokáže přeměnit široké spektrum organických látek na požadované produkty za běžných podmínek, jen s pomocí sluneční energie a vody jako zdroje protonů. Významně tím přispívá k řešení ekologicky i ekonomicky náročných hydrogenačních reakcí běžných v organické chemii, farmacii i agrochemii. Práci, na níž se podíleli i vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) Univerzity Palackého, zveřejnil prestižní časopis Advanced Materials.

Hydrogenační reakce jsou součástí stovek chemických výrob v agrochemii, farmacii, průmyslové chemii a řadě dalších oblastí s celkovým trhem v objemu desítek miliard dolarů. Doposud známé a používané fotokatalyzátory nedokáží dosáhnout výtěžky, které jsou potřebné v průmyslové škále a trpí také omezenou selektivitou, tedy nedokáží usměrnit chemickou reakci k požadovaným produktům. Často také vyžadují spolupůsobení dalších činidel, jako je například aktivace vody hořčíkem, a jsou použitelné pouze na omezené množství organických reakcí. Nalezení nových řešení, která by na rozdíl od těch stávajících probíhala za nízkých teplot a tlaků i bez použití plynného vodíku, je proto obrovskou vědeckou a průmyslovou výzvou. Jednou z variant je využití vody jako zdroje protonů a vhodných fotokatalyzátorů, které umožní efektivní přeměnu s použitím sluneční energie.

„Při vývoji nového typu fotokatalyzátoru jsme spojili zkušenosti z nanotechnologií a atomárního inženýrství. Se zahraničními kolegy jsme navrhli a připravili materiál obsahující nanočástice paladia ukotvené ve dvourozměrné matrici nitridu uhlíku, přičemž v blízkém okolí nanočástic byly zabudovány izolované atomy paladia v různých oxidačních stavech. Díky synergickému účinku všech komponent dokázal nový materiál přeměnit široké spektrum organických látek na požadované produkty s mimořádně vysokou výtěžností i selektivitou. To otevírá dveře k průmyslovým aplikacím,“ uvedl korespondující autor Radek Zbořil.

Autoři studovali nejprve použití samotných nanočástic ukotvených ve struktuře nitridu uhlíku a také účinnost jednotlivých atomů zabudovaných ve stejné fotokatalytické matrici. V obou případech dosáhli relativně nízkých výtěžků, nicméně pomohla jim náhoda.

Během výzkumu si vědci všimli, že výtěžnost reakcí rapidně rostla, pokud se v blízkém okolí nanočástic nacházely jednotlivé atomy paladia v různých oxidačních stavech. „Proto jsme cíleně navrhli a připravili kombinovaný systém, v němž jednotlivé atomy paladia přitahují fotogenerované díry pro oxidaci vody, zatímco nanočástice usnadňují přenos vodíku na nenasycené vazby organických molekul. Jedná se o unikátní koncept, který může změnit katalytické procesy v organické chemii s obrovským aplikačním potenciálem v příbuzných odvětvích včetně farmacie nebo agrochemie,“ uvedl Giorgio Zoppellaro, který má klíčový podíl na objasnění mechanismu fungování unikátního materiálu.

Vědecké týmy z CATRIN a VŠB-TUO se ve spolupráci s kolegy z německého Leibnizova ústavu pro katalýzu věnují hydrogenačním reakcím dlouhodobě. V minulosti publikovali řadu přelomových prací zaměřených především na nové technologie výroby aminosloučenin (např. Chandrashekhar et al. Nat. Catal. 2022; Cheruvathoor Poulose et al. Nat. Nanotechnol. 2023).

Read More

Zahraniční dovolená může dočasně znemožnit darování krve, upozorňuje Nemocnice AGEL Jeseník. A přináší rady, jak správně načasovat odběr

S příchodem letních prázdnin obvykle klesá počet dárců krve. Mnoho lidí cestuje do zahraničí a po návratu z určitých destinací je...

Energetické společenství Přerov – udržitelná energie, která zůstane doma

Snížit náklady na elektřinu, zvýšit energetickou soběstačnost města a podpořit stabilitu cen – to jsou hlavní přínosy nově vzniklého Energetického společenství...

Neuteklo vám?

Moje Olomouc 26/2025

Zkoušky sirén nově zní i v olomouckých parcích. Během května přibyly desítky nových hlásičů, které jsou součástí varovného informačního systému. Celkem 31 jich pracovníci magistrátu nainstalovali na lampy veřejného...

V Olomouci začne stavba cyklostezky z Neředína do Topolan

V plánu byla už od roku 2012. Kvůli majetkoprávním vztahům se ale termín jejího vybudování značně...

Zámecký klub v Hranicích se opravuje

Téměř dvě desítky let slouží Zámecký klub v Hranicích kulturním akcím. Podobu historických sklepů v roce...

Řekni to hejtmanovi! 26/2025

Iva, Přerov Dobrý den. Dle mého je potřeba podpořit psychologickou a psychiatrickou péči pro děti, podporovat mezioborovou...

Moje Olomouc 26/2025

Zkoušky sirén nově zní i v olomouckých parcích. Během května přibyly desítky nových hlásičů, které jsou...