今年是周期表150周年紀(jì)念日，推動(dòng)德米特里門(mén)捷列夫建造他的桌子的原則仍然影響著今天的研究進(jìn)展。

在一個(gè)特殊的問(wèn)題，科學(xué)，慶祝這一百五十周年紀(jì)念周年之際，一個(gè)密歇根州立大學(xué)的科學(xué)家重點(diǎn)介紹了一些通過(guò)周?chē)T(mén)捷列夫的影響力帶動(dòng)全球目前的研究。

“我們的目標(biāo)是展示世界各地正在進(jìn)行的當(dāng)代研究，包括美國(guó)能源部支持的MSU研究，該研究正致力于實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)化學(xué)過(guò)程的新方法，”MSU化學(xué)家和評(píng)論作者James McCusker說(shuō)。

McCusker的貢獻(xiàn)集中在光吸收過(guò)程中，該過(guò)程包含了元素周期表中所謂的“過(guò)渡區(qū)”的元素。這類化合物涉及從太陽(yáng)能對(duì)話到有機(jī)合成的各種事物。

“有效捕獲和使用太陽(yáng)光 - 一種取之不盡，用之不竭，無(wú)污染的能源 - 對(duì)于替代化石燃料和緩解氣候變化至關(guān)重要，”McCusker說(shuō)。“為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，吸收光之后必須發(fā)生的關(guān)鍵過(guò)程之一是電子的轉(zhuǎn)移，類似于植物在光合作用中的作用。”

但釋放這種能力已證明具有挑戰(zhàn)性。部分原因在于，將光轉(zhuǎn)化為可用電荷非常有效的化合物需要使用地球上一些含量最少的元素。以釕和銥為例，釕和銥廣泛用于生色團(tuán)，可以進(jìn)行這些光化學(xué)過(guò)程。

“釕是地殼中五種或六種含量最少的元素之一，對(duì)于像太陽(yáng)能燃料生產(chǎn)這樣全球尺度問(wèn)題的光捕獲組件來(lái)說(shuō)根本不可行，”McCusker說(shuō)。“我們需要找到地球上豐富的替代物，例如鐵，以使全球可擴(kuò)展性成為可能。這不是工程或制造問(wèn)題，而是源于門(mén)捷列夫建造時(shí)發(fā)現(xiàn)的概念的基礎(chǔ)科學(xué)之一。周期表。“

這就是MSU的一些DOE支持的研究發(fā)揮作用的地方。McCusker的研究基于合成有機(jī)和無(wú)機(jī)化學(xué)以及一系列光譜技術(shù)的融合。

“對(duì)于我們的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換工作而言，特別重要的是超快速時(shí)間分辨激光光譜學(xué)，它允許我們跟蹤光被吸收后不到一萬(wàn)億分之一秒的化學(xué)系統(tǒng)的演變，”McCusker說(shuō)。“在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室中結(jié)合合成和超快光譜的能力是研究的一個(gè)至關(guān)重要的方面，因?yàn)樗试S我和我的學(xué)生在我們準(zhǔn)備的分子的組成和它們的光誘導(dǎo)特性之間建立直接聯(lián)系。”

他補(bǔ)充說(shuō)，這個(gè)領(lǐng)域的前景很好。

“盡管還有許多工作要做，但是對(duì)于問(wèn)題的周期性理解以及世界各地越來(lái)越多的研究小組的創(chuàng)造性工作的理解預(yù)示著我們?nèi)绾螌⒎肿訜o(wú)機(jī)化學(xué)與科學(xué)結(jié)合起來(lái)的巨大變化前景光捕獲和轉(zhuǎn)換確實(shí)很明亮，“McCusker說(shuō)。