Lichtgesteuerte Nanopartikel-Katalysatoren
Die Wissenschaft der Nanopartikel hat sich in den letzten zehn Jahren rasant weiterentwickelt, und Selbstanordung stellt die effizienteste Möglichkeit dar, größere Strukturen aus Nanopartikeln herzustellen. Vor Kurzem durchgeführte Arbeit hat ergeben, dass Licht verwendet werden kann, um die Anordnung oder den Abbau von Nanopartikelstrukturen auszulösen.Das EU-finanzierte Projekt "Photoinduced catalysis in a nanoparticle system" (PHOTOCAT) war darauf ausgerichtet, ein Nanopartikelsystem herzustellen, das sich zu einer katalytischen Matrix zusammensetzt, wenn es Licht ausgesetzt wird. Die Projektmitglieder entwickelten zwei verschiedene sich selbst anordnende Nanopartikelsysteme: eine sogenannte "Nanobowl"-Struktur und eine 3D-Nanopartikelmatrix.Bei der Nanobowl handelt es sich um eine schüsselförmige metallische Nanopartikelstruktur, die darauf abgestimmt werden kann, verschiedene nanoskalige Objekte und Chemikalien zu halten. Die Forscher brachten photoreaktive Moleküle an der innenseitigen Oberfläche der Nanobowl an, die bestimmte Moleküle oder Enzyme binden, wenn sie Licht ausgesetzt werden. Das zweite System besteht aus metallischen Nanopartikeln mit durch Licht aktivierten "Weichen". Wenn sie ultraviolettem Licht ausgesetzt werden, ordnen sich diese Nanopartikel so an, dass sie eine kristalline Matrix-Struktur bilden, die Räume aufweist, welche man Nanoporen nennt.Die PHOTOCAT-Mitglieder zeigten, dass diese Poren als Reaktionskammern funktionieren, in denen die Reaktion zwischen kleinen Molekülen in der Lösung signifikant beschleunigt wird. Das System konnte außerdem wiederholt abgebaut und neu zusammengesetzt werden. Diese Systeme beherbergen ein gewaltiges Potenzial, chemische Reaktionen mithilfe von Lichtwellen genau zu steuern. Durch PHOTOCAT konnten somit neue Maßstäbe in der Nanopartikel-Chemie gesetzt werden.
