YENİ YAKLAŞIM, MOLEKÜLLE ÖZEL SPEKTROSKOPİYİ KOLAYLAŞTIRABİLİR
Spektroskopik ölçümler normalde sayısız molekül üzerinde ortalama alırken, Münih Teknik Üniversitesi’ndeki
(TUM) araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir yöntem, bireysel moleküllerin çevreleriyle etkileşimi hakkında kesin bilgi sağlayabilmekte. Yöntem, örneğin gelecekteki fotovoltaik teknolojiler için verimli moleküllerin tanımlanmasını hızlandıracaktır.
Kimya Profesörü Jürgen Hauer’in liderliğindeki uluslararası ekip, bireysel moleküllerin spektral özelliklerini belirlemeyi başardı. Araştırmacılar, moleküllerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiklerini, enerji yakaladıklarını ve serbest bıraktıklarını doğru bir şekilde belirlemek için, incelenen moleküllerin geniş spektral aralıktaki absorpsiyon ve emisyon spektrumlarını tek bir ölçümde aldılar.
Hauer, “Önceden, emisyon spektrumları rutin olarak elde edilebiliyordu, ancak bireysel moleküller üzerindeki absorpsiyon ölçümleri son derece pahalıdır ve zordur. Şimdi nihai tespit edilebilirlik sınırına ulaştık.”
Kompakt aparat, hızlı ölçüm Yeni yöntem, Münih Teknik Üniversitesi kimyagerlerinin Politecnico di Milano’daki meslektaşları ile birlikte geliştirdikleri, yalnızca DIN-A4 boyutunda kompakt bir enstrümana dayanıyor. Anahtar nokta şudur: Kontrollü bir gecikmeyle çift lazer darbesi oluşturulur. İkinci darbe, emisyon spektrumunu belirli bir şekilde modüle eder ve bu da absorpsiyon spektrumu hakkında bilgi sağlar. Bu bilgi daha sonra bir Fourier dönüşümü kullanılarak değerlendirilir.
Hauer, “Birincil avantaj, çok az çabayla, emisyon spektrumları elde etmek için geleneksel bir ölçüm kurulumunu, emisyon ve absorpsiyon spektrumlarını ölçmek için bir cihaza dönüştürebilmemizdir” diyor. Ölçümün kendisi nispeten kolaydır. Hauer, “Sabah saat dokuzda, aygıtı Kopenhag Üniversitesi’ndeki kuruluma yerleştirdik. On bir buçukta, ilk yararlı ölçüm verilerimiz vardı.”
Fotosentezin yolunda
Yeni spektroskopi yöntemini kullanarak, kimyacılar artık metal-organik bileşiklerde enerji akışı ve su ve diğer çözücülerle temas ettiklerinde moleküllerdeki fiziksel etkiler gibi olayları anlamak için tek tek molekülleri incelemeyi umuyorlar.
Solventlerin tek molekül seviyesindeki etkisi hala tam olarak anlaşılmamıştır. Kimyacılar, enerjinin neden bazı moleküllerde diğerlerinden daha hızlı ve daha verimli olduğunu anlamak için zaman içinde çözülmüş bir şekilde göstermek istiyorlar. Hauer, “Özellikle, fotosentezin gerçekleştiği biyolojik sistemlerde enerjinin transferiyle ilgileniyoruz” diyor.
Hedef: organik güneş pilleri Araştırmacılar gelecekteki uygulamalar için ışık toplama kompleksi LH2 hakkındaki görüşlerini aktardılar. Hauer, “Doğal ışık toplama komplekslerini bir kez anladığımızda, fotovoltaiklere yönelik yapay sistemler hakkında düşünmeye başlayabiliriz” diyor.
Bulgular fotovoltaikte gelecekteki teknolojilerin temelini oluşturabilir. Amaç, yeni bir organik güneş hücresinin geliştirilmesidir.