最先进的铬化合物可用作发光材料和催化剂。学分：巴塞尔大学，乔·里奇斯

昂贵的贵金属通常在照亮屏幕或将太阳能转化为燃料方面起着至关重要的作用。现在，巴塞尔大学的化学家已经成功地用一种便宜得多的金属取代了这些稀有元素。就其性能而言，新材料与过去使用的材料非常相似。

我们熟悉日常应用中的铬，例如厨房中的铬钢或镀铬摩托车。然而，很快，这种元素也可能出现在无处不在的手机屏幕中，或者用于转换太阳能。

由巴塞尔大学化学系的OliverWenger教授领导的研究人员开发了铬化合物，可以取代发光材料和催化剂中的贵金属锇和钌-这两种元素几乎与金或铂一样稀有。

该团队在NatureChemistry上写道，新铬材料的发光性能几乎与迄今为止使用的一些锇化合物一样好。然而，相对于锇，铬在地壳中的含量大约是锇的20，倍，而且便宜得多。

新材料也被证明是光化学反应的有效催化剂，包括由暴露在光下触发的过程，如光合作用。植物利用这一过程将阳光中的能量转化为富含能量的葡萄糖和其他物质，作为生物过程的燃料。

如果用红灯照射新的铬化合物，来自光的能量可以存储在分子中，然后可以作为电源。“在这里，还有可能使用我们的新材料进行人工光合作用来生产太阳能燃料，”温格解释说。

为铬量身定制的包装

为了使铬原子发光并使它们能够转换能量，研究人员将它们构建成由碳，氮和氢组成的有机分子框架。

该团队将这种有机框架设计得特别坚硬，因此铬原子被很好地包装起来。这种量身定制的环境有助于最大限度地减少由于不需要的分子振动而导致的能量损失，并优化发光和催化性能。新材料的缺点是铬需要比贵金属更复杂的框架，因此未来需要进一步的研究。

铬被包裹在其坚硬的有机框架中，当暴露在光线下时，铬被证明比贵金属更具反应性。这为光化学反应铺平了道路，否则很难启动。一个潜在的应用可能是活性药物成分的生产。

与其他替代品的竞争

长期以来，寻找不含贵金属的可持续且具有成本效益的材料主要集中在铁和铜上。其他研究小组已经在这两种元素上取得了有希望的结果，铬过去也被纳入发光材料中。

然而，在许多情况下，这些材料的发光和催化性能远远落后于含有稀有和昂贵贵金属的材料，因此无法代表真正的替代品。由铬制成的新材料是不同的，因为它们含有一种与贵金属特别相似的铬形式，从而实现了非常接近含有此类金属的材料的发光和催化效率。

“目前，似乎还不清楚哪种金属最终将在发光材料和人工光合作用的未来应用中赢得比赛，”温格说。“然而，可以肯定的是，博士后NarayanSinha博士和ChristinaWegeberg博士共同取得了重要进展。

接下来，Wenger和他的研究小组的目标是更大规模地开发他们的材料，以便对潜在应用进行更广泛的测试。通过进行额外的改进，他们希望实现从蓝色到绿色再到红色的不同光谱颜色的发光。他们还希望进一步优化催化性能，以便使我们更接近将阳光转化为化学能进行储存的重要一步-就像在光合作用中一样。

更多信息：具有与Ru（II）和Os（II）配合物竞争的光物理性质的光氧化还原活性Cr（0）发光团，自然化学（）。DOI：10./s-02--9

期刊信息：自然化学