Nanokrystaly z Moravy by mohly pomoci proti změně klimatu. Mění oxid uhličitý na metan

Neobvyklé vlastnosti miniaturních krystalů oxidu titaničitého objevila vědkyně Eliška Materna Mikmeková z Akademie věd. „Blikající“ nanokrystaly by podle vědců mohly v budoucnu přispět například k levné výrobě metanu a dalších paliv. Vědkyně ve spolupráci s týmem z americké Rutgers University pokračuje v jejich zkoumání.

Struktura nanokrystalu
Zdroj: Wikimedia Commons

Oxid titaničitý (TiO2) bývá v praxi využíván velmi často. Je součástí opalovacích krémů, barev, kosmetiky či laků. Podle Akademie věd je ho ročně vyrobeno přes deset milionů tun.

Tým Teddyho Asefy z Rutgers University vyvinul extrémně malé krystalky TiO2, které po ozáření elektronovým či světelným svazkem dovedou po dlouhou dobu zachytit náboj –⁠ tedy blikat jako světlušky. Právě toto chování poprvé objevila Materna Mikmeková.

Vědkyně z brněnského Ústavu přístrojové techniky řekla, že s Asefou spolupracuje sedm let. Ten podle jejích slov loni strávil zhruba měsíc v Česku a pracoval ve skupině Mikroskopie a spektroskopie povrchů, kterou vědkyně vede.

Nanokrystaly pod mikroskopem vědy

„Během jeho stáže jsme poprvé sledovali v mikroskopu společně TiO2 nanokrystaly, které se dlouze nabíjely a vybíjely, což jsme doposud u žádného materiálu neviděli. Tento materiál jsme dále zkoumali zhruba další rok a sepsali publikaci, která byla publikována v prestižních Angewandte Chemie a CEn news před pár týdny,“ řekla Materna Mikmeková. Vědci míní, že krystaly by mohly sloužit jako účinný fotokatalyzátor –⁠ materiál urychlující fotolýzu, tedy přirozený rozklad některých látek působením světla.

„V publikaci se prezentuje vysoká efektivita nanokrystalů TiO2 při přípravě metanu z CO2,“ podotkla vědkyně s tím, že výroba paliva ze skleníkového plynu by mohla mít v budoucnu pozitivní vliv na šetření životního prostředí. „Velice slibně vypadá i aplikace v solárních článcích, kde by mohly tyto krystaly značně zvýšit jejich efektivitu,“ doplnila.

Podle vědkyně se tým snaží sledovat vliv teploty a energie elektronů a iontů na záchyt náboje v nanokrystalech a neobvyklé chování popsat. Výzkum však ztěžuje koronakrize a uzavření Rutgers University a tamních laboratoří.