A Bázeli Egyetem kutatói olyan krómvegyületeket fejlesztettek ki, amelyek a lumineszcens anyagokban és katalizátorokban helyettesíthetik a nemesfémeket, az ozmiumot és a ruténiumot – két olyan elemet, amelyek majdnem olyan ritkák, mint az arany vagy a platina. A Nature Chemistry című szaklapban megjelent írásukban a kutatócsoport arról számol be, hogy az új krómanyagok lumineszcens tulajdonságai közel olyan jók, mint az eddig használt ozmiumvegyületek némelyikének. Az ozmiumhoz képest azonban a króm mintegy 20 ezerszer nagyobb mennyiségben fordul elő a földkéregben, így sokkal olcsóbb.

A krómot olyan mindennapi alkalmazásokból ismerjük, mint a krómacél a konyhában vagy a krómozott motorkerékpárok. E mellett a természetben fotokémiai reakciók hatékony katalizátorainak is bizonyulnak, beleértve a fény hatására beinduló folyamatokat, például a fotoszintézist. A növények ezt a folyamatot használják arra, hogy a napfény energiáját energiában gazdag glükózzá és más anyagokká alakítsák, amelyek a biológiai folyamatok üzemanyagaként szolgálnak.

Ha az új krómvegyületeket vörös lámpával besugározzák, a fény energiája molekulákban tárolható, amelyek aztán energiaforrásként szolgálhatnak. Egyfajta mesterséges fotoszintézist használnak fel a napenergiával működő üzemanyagok előállítására.

Ahhoz, hogy a krómatomok világítsanak és képesek legyenek az energia átalakítására, a kutatók szénből, nitrogénből és hidrogénből álló szerves molekulavázba építették őket. A merev vázba burkolt króm fény hatására sokkal reaktívabbnak bizonyul, mint a nemesfémek. Ez megnyitja az utat olyan fotokémiai reakciók előtt, amelyeket egyébként nehéz lenne elindítani. Lehetséges alkalmazásuk a gyógyszerhatóanyagok előállítása lehet.

Az új anyagok hátránya, hogy a krómnak a nemesfémeknél bonyolultabb vázra van szüksége, ezért a jövőben további kutatásokra lesz szükség.

A nemesfémek nélküli, fenntartható és költséghatékony anyagok keresése sokáig és elsősorban a vasra és a rézre összpontosított. Más kutatócsoportok már mindkét elemmel ígéretes eredményeket értek el, és korábban krómot is beépítettek már lumineszcens anyagokba.

Sok esetben azonban ezen anyagok lumineszcens és katalitikus tulajdonságai messze elmaradtak a ritka és drága nemesfémeket tartalmazó anyagokétól, ezért nem jelentettek valódi alternatívát. A krómból készült új anyagok azért mások, mert a króm egy olyan formáját tartalmazzák, amely különösen hasonlít a nemesfémekhez, és ezáltal olyan lumineszcens és katalitikus hatásfokot érnek el, amely nagyon közel áll az ilyen fémeket tartalmazó anyagokhoz. Szakértők szerint jelenleg még nem tűnik egyértelműnek, hogy végül melyik fém nyeri a versenyt, amikor a lumineszcens anyagok és a mesterséges fotoszintézis jövőbeli alkalmazásáról van szó.

Forrás: ScienceDaily