Điện tử nóng từ các chấm lượng tử phá vỡ các liên kết cứng bằng cách sử dụng ít hơn 99% năng lượng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông (HKUST) đã phát triển một hệ thống quang xúc tác đột phá sử dụng các chấm lượng tử CdS/ZnS pha tạp mangan (QDs) có thể phá vỡ các liên kết hóa học mạnh với mức năng lượng thấp hơn 99% so với các phương pháp truyền thống. Bằng cách tận dụng một hiệu ứng lượng tử được gọi là quá trình trao đổi spin Auger hai photon, các chấm lượng tử này tạo ra hiệu quả các "electron nóng" — các electron có năng lượng cao có khả năng thúc đẩy các phản ứng khó mà trước đây được cho là quá phức tạp đối với xúc tác dựa trên ánh sáng. Phương pháp này cho phép hai photon có năng lượng thấp kết hợp năng lượng bên trong một chấm lượng tử, tạo ra một electron mạnh có thể cắt đứt các liên kết khó như C–Cl, C–Br, C–I, C–O, C–C và N–S, cũng như thực hiện các phản ứng khử trên các phân tử có thế cực âm rất lớn (xuống tới −3,4 V so với SCE). Hệ thống này đặc biệt cho phép các phản ứng như phản ứng khử Birch, vốn truyền thống đòi hỏi các điều kiện khắc nghiệt như ammonia lỏng và kim loại kiềm, có thể tiến hành dưới điều kiện nhẹ nhàng hơn.