Přeložit náš web

St, 16. 7. 2025.

Svátek má Luboš.

17.4 C
Olomouc
17.4 C
Prostějov
17.2 C
Přerov
14.4 C
Šumperk
13.9 C
Jeseník
Středa, 16. července 2025.

Svátek má Luboš.  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

Přerov čeká dočasná uzavírka frekventovaného mostu Míru, potrvá dva dny

V pondělí 21. července a v úterý 22. července dojde k úplné uzavírce mostu Míru na silnici I/55 – řidiči tedy budou muset...

Na univerzitních hrách v Německu reprezentují Česko i sportovci z UP

Přes 8500 studentů z více než stovky zemí světa v následujících dnech poměří síly v soutěžích letošních Letních světových univerzitních her, které odstartovaly v německém...

Neuteklo vám?

Otevřená radnice 29/2025

V Trnkově ulici proběhla výměna veřejného osvětlení. Jenže intenzita světla je nedostačující. Bude možné nainstalovat silnější zdroje elektrického osvětlení? Plánuje město v nejbližší době vylepšit přechod na Palackého ulici Olomouc...

Klidné odcházení v Hospici na Svatém Kopečku

Výhledy do zahrady, ticho a klid. Taková je atmosféra Hospice na Svatém Kopečku u Olomouce. Právě...

V Olomouci pokračuje stavba komunitního centra s knihovnou

Na ulici Trnkova v Olomouci pokračuje stavba nového komunitního centra s knihovnou. Vzniká v místě, kde...

Otevřená radnice 29/2025

V Trnkově ulici proběhla výměna veřejného osvětlení. Jenže intenzita světla je nedostačující. Bude možné nainstalovat silnější...

Řekni to hejtmanovi! 28/2025

Anna, Velká Bystřice Dobrý den, pane hejtmane. Učím ve Velké Bystřici a dozvěděla jsem se od dětí,...