Malzeme bilimiyle derinlemesine ilgilenen biri olarak doğru bileşenlerin performansı nasıl dönüştürebileceğini ilk elden gördüm. SAT NANO'ya entegre ettiğimiz en heyecan verici gelişmelerden biri Kalay Dioksit Nanopartiküllerini içeriyor.
Hidroksil grupları (-OH), metal oksitlerin yüzeyinde proton alımı veya sağlanması şeklinde asitlik veya alkalilik sergileyebilir. Hidroksil gruplarının miktarını ve dağılımını ayarlayarak yüzey asitliği ve alkalinitesinin hassas kontrolü sağlanabilir, böylece katalitik reaksiyonların aktivasyon yolu ve seçiciliği etkilenebilir.
Metal oksitlerin veya yarı iletken oksitlerin (Ti4+, Fe3+ gibi) doymamış metal bölgelerinde, su molekülleri ilk önce moleküler formda adsorbe edilir, ardından O-H bağ bölünmesi gerçekleşir ve sonuçta köprü veya terminal hidroksil grupları (M-OH) ve yüzey hidrojen atomları oluşur. Bu sürecin termodinamik itici gücü, metal iyonlarının güçlü Lewis asiditesinden gelir ve bu da su moleküllerinin ayrışmasını kolaylaştırır. Hem deneyler hem de DFT hesaplamaları, düşük oksijenle kaplı yüzeylerin ayrışma ve adsorbe etme eğiliminde olduğunu, yüksek oksijenle kaplı yüzeylerin ise molekülleri adsorbe etme eğiliminde olduğunu göstermektedir.
Yüzey hidroksil mühendisliği, yüzey özelliklerinin hassas şekilde ayarlanmasını sağlamak için malzemelerin yüzeyindeki hidroksil (-OH) gruplarının sayısının, dağılımının ve kimyasal aktivitesinin fiziksel, kimyasal veya plazmonik yollarla hedeflenen düzenlemesini ifade eder. Hidroksil grupları, su, metal iyonları, polimer zincirleri veya biyomoleküllerle hidrojen bağları, koordinasyon bağları veya kovalent bağlar oluşturabilen ve malzemelerin hidrofilikliğini, yüzey enerjisini, adsorpsiyon/katalitik aktivitesini ve biyouyumluluğunu önemli ölçüde değiştiren en yaygın polar fonksiyonel gruplardır.
Malzeme biliminde yirmi yıldan fazla deneyime sahip bir araştırmacı olarak tutarlı, yüksek kaliteli metal oksit nanopartikül süspansiyonlarının sentezlenmesinin getirdiği zorlukları ilk elden gördüm. Bu mücadele gerçektir; bu küçük, güçlü parçacıkların birbirine yapıştığı yığılma, elde etmek için çok çalıştığımız özelliklerin kendisini mahvedebilir.
Kızılötesi spektroskopi: Ne kadar ışık tüketildiğine bakar. Bir molekül belirli bir dalga boyundaki ışığı emdiğinde, onun içinde hangi fonksiyonel grupların bulunduğunu biliriz. Raman spektroskopisi: Işığın ne kadarının saptırıldığına bakar. Moleküler yapıyı belirlemek amacıyla geri yansıyan ışığın ne kadar değiştiğini analiz etmek için bir lazer ışını uygulanır.
