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研究人员研制高灵敏度可容性溶解分子光学压力传感器

2018/7/11编辑:Ma Liang 人气:2792

导读:该分子系统在材料科学,均相和多相催化领域以及需要监测压力变化的所有可想到的领域中具有潜在的应用。

  美国约翰内斯古腾堡大学(JGU)和加拿大蒙特利尔大学的化学家开发出了一种能够非常精确的测量光学压力的分子系统。红宝石是这些化学家灵感的源泉。然而,这种由JGU无机化学和分析化学研究所的Katja Heinze教授和蒙特利尔大学的Christian Reber教授领导的团队开发的物质是水溶性分子,而不是不溶性固体。就像红宝石一样,这种分子中含有铬元素,从而使其呈现红色,这就是为什么它也被称为分子红宝石。这种“红宝石”可用于测量固态压力以及溶液中的压力。因此,该分子系统在材料科学,均相和多相催化领域以及需要监测压力变化的所有可想到的领域中具有潜在的应用。该研究结果最近发表在Angewandte Chemie International Edition上。


固体(红色)和溶解(黄色)状态的分子状红宝石可用于无接触光学压力测量

  用分子红宝石测量压力非常简单,用蓝光照射相关部位以被分子红宝石吸收,然后由分子红宝石发射红外辐射。根据光子压力,发射光的能量以非常敏感的方式变化,然后可以从发光能量读取实际压力。

  Heinze团队的Sven Otto博士在蒙特利尔大学Reber的实验室中进行了高达45,000 bar的精密压力发光测量。“蒙特利尔的实验工作是一次很棒的经历,成功的证明了这个概念是非常奇妙的事情,”Otto说,“在钻石砧座中使用的最高压力大约是海洋中最深处压力的45倍”。“我们用这种分子材料观察到的效果非常惊人,”Christian Reber教授补充道,他是高压发光光谱学的专家,现在是德国学术交流中心资助的美因茨大学的DAAD客座科学家。实际上,分子红宝石晶体的效果比常用的宝石红宝石高20倍。

  全新应用的机会

  使用铬基材料的光学压力测量原理并不新鲜。然而,到目前为止,所有研制的材料都像红宝石一样完全不溶。目前尚未实现使用单一类型的溶解分子物质压力测量并直接报告溶液中的压力变化。“然而,我们研制的分子红宝石可以解决这个问题,”Katja Heinze教授说。“我们希望我们的研究结果将为完全不同的应用测量铺平道路,最终超越传统的测量方式,我们目前正在朝着这个方向努力。”

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(来源: 分析测试百科 )

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