超声使nano-waves,创造“绿色”激进分子

研究人员发现一个独特的机制,使用高频超声波从水中形成自由基。¹

声化学研究声波引发化学反应。机械波可以触发微气泡的形成时释放大量的能量内爆——这种现象称为汽蚀。泡沫内温度和压力迅速增加,导致自由基的形成和生产化学转换、光解水制氢研究等。²然而,化学工程师们已经观察到的自由基的生成没有空化,的东西,到目前为止,只有理论上认为。³

这是一个非常新的现象,解释道谢尔盖的尼克声化学专家工作在法国Marcoule分离化学研究所。他们用超声波把水分子没有空化,”他补充道。关键的区别是类型的声波。通常,研究人员使用“批量”超声波测距10至100千赫。然而,在这种情况下,团队辐照与高频表面波10 mhz以上的样品,这是我们用于频率超声波成像的,尼克解释道。

表面声波不产生气蚀,但我的一个博士后,Amgad Rezk,观察自由基的形成,”说莱斯利·杨澳大利亚皇家墨尔本理工大学的,从,他领导了这项研究。的过程很简单,我们只是存款一滴去离子水铌酸锂单晶衬底,”杨说。这种压电材料开始振动一次电流。一旦它开始振动这引发的nano-earthquake mechanically-generated声波几纳米的高。团队认为这波“陷阱”水分子,和电力分裂形成羟基自由基。”听起来似乎为水,创建一个nanocavity电场创建一个nano-electrode,”尼克说。

检测自由基,团队利用电子顺磁共振技术,识别有着不成对的电子的物种。“此外,我们也观察到它们会间接与鲁米诺与自由基反应释放的光,“杨补充说。与亚甲蓝试验,氧化的自由基,进一步证实了他们的发现。为了排除空化,研究人员仍然彻底脱气系统和反应发生。没有观察到的声致发光——一个已知的结果微气泡的形成。所有这些影响他们提供令人信服的证据,”尼克说。

自由基可用于驱动很多化学和酶反应,”杨说。他们也可以推动各种材料的分解,因此可以删除某些染料和污染物,”他补充道。这种方法不需要昂贵的催化剂和避免电极腐蚀,这意味着它可能成为一个更环保、更可持续的选择激进的一代。