研究人员报告说,“湿”电子提供了用于在固体和液体状态之间传输电子的最低能量通路

在金属氧化物和水相之间传输电荷的任务在催化、传感器和电化学等技术中是至关重要的。在本周出版的《科学》杂志上发表的一篇论文中,欧洲杯线上买球匹兹堡大学研究人员报告说,“湿”电子为电子在固体和液体状态之间的传输提供了最低的能量路径。

在他们题为“H2O/TiO2(110)表面的湿电子”的论文中,皮特教授Hrvoje Petek物理和导演皮特的纳米科学与工程研究所和肯尼斯•乔丹,皮特的化学系的教授和主席,延长乔丹的以前的工作在电子小水簇的结构,这是“2004欧洲杯线上买球年十大突破的科学。

在金属氧化物表面上发生的湿电子代表了实体和液体状态之间的电子的过渡点。从大气中的一小量水粘在氧化物的表面上,形成氢氧化物分子,然后用“分子级Velcro”这样的氢氧化物分子表示Petek。在能量存在下,它们带正电荷的氢原子吸引带负电的电子。那些所谓的“湿”电子,然后确定其他分子如何与金属氧化物的表面相互作用。

研究人员通过引导二氧化钛的激光短爆发来实现电子足够的能量来实现湿润状态。使用二氧化钛,因为它是光催化剂:暴露于光激发其电子,将水分子分成氢和氧气。由于这种氢气从水制造氢气,可以使用二氧化钛来制造清洁燃料 - 但是Petek表示,该过程仍然效率低下。“如果我们能够通过观察电子如何与氢原子相互作用,我们可以更有效,这将产生巨大的经济影响,”他补充道。

Petek的研究还可以阐明光合作用等生物过程中质子和电子之间的相互作用,在这个过程中,光能通过质子和电子的相关传输转换为化学能,Petek称其类似于湿电子系统“在基本水平上”。

Petek计划继续研究其他氧化物材料的性能。欧洲杯足球竞彩在他们的论文中,研究人员指出,在所有与水或潮湿大气接触的氧化物表面,存在支持类似状态的条件。

本文的其他作者是Ken Onda,Bin Li,Jin Zhao,Pitt的物理学和天文学系的研究生和博士后研究人员,以及中国科学技术大学教授的金龙杨。欧洲杯线上买球

这项研究得到了美国国防部多学科大学研究计划、新能源和工业技术开发组织(日本)和国家科学基金会的支持。欧洲杯线上买球

http://www.pitt.edu

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