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昂貴的貴金屬通常在照明屏幕或?qū)⑻柲茴I(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)在，瑞士巴塞爾大學(xué)的化學(xué)家們已經(jīng)成功地用一種便宜得多的金屬取代了這些稀有元素。就其性能而言，新材料與過去使用的材料非常相似。

我們從日常應(yīng)用中熟悉鉻這一元素，例如廚房中的鉻鋼或鍍鉻摩托車。然而，很快，這種元素也可能出現(xiàn)在無處不在的手機屏幕上，或用于轉(zhuǎn)換太陽能。

由巴塞爾大學(xué)化學(xué)系Oliver Wenger教授領(lǐng)導(dǎo)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出鉻化合物，可以取代發(fā)光材料和催化劑中的貴金屬鋨和釕——這兩種元素幾乎和金或鉑一樣稀有。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然化學(xué)》雜志上。

研究人員表示，這種新型鉻材料的發(fā)光性能幾乎與目前使用的一些鋨化合物一樣好。然而，相對于鋨，鉻在地殼中的含量大約是鋨的2萬倍，而且便宜得多。

新材料也被證明是光化學(xué)反應(yīng)的有效催化劑，包括由暴露在光線下引發(fā)的反應(yīng)過程，如光合作用。植物利用這一過程將來自陽光的能量轉(zhuǎn)化為富含能量的葡萄糖和其他物質(zhì)，這些物質(zhì)可以作為生物過程的燃料。

如果用紅光照射新的鉻化合物，來自光的能量可以儲存在分子中，然后作為電源。Wenger解釋說：“在這里，我們的新材料也有可能用于人工光合作用來生產(chǎn)太陽能燃料。”

為了使鉻原子發(fā)光并使它們能夠轉(zhuǎn)換能量，研究人員將它們構(gòu)建成由碳、氮和氫組成的有機分子框架。該團隊將這種有機框架設(shè)計得特別堅硬，因此鉻原子被很好地包裹起來。這有助于最大限度地減少不必要的分子振動造成的能量損失，并優(yōu)化發(fā)光和催化性能。

但他們承認(rèn)，新材料也有缺點，即鉻需要比貴金屬更復(fù)雜的框架，因此未來需要進一步的研究。不過在其堅硬的有機框架中，鉻被證明在光照下比貴金屬更具活性。這為難以啟動的光化學(xué)反應(yīng)鋪平了道路。潛在的應(yīng)用可能是生產(chǎn)活性藥物成分。

接下來，該研究小組的目標(biāo)是在更大的規(guī)模上開發(fā)他們的材料，以便對潛在的應(yīng)用進行更廣泛的測試。通過進一步改進，他們希望實現(xiàn)從藍(lán)色到綠色到紅色的不同光譜顏色的光發(fā)射。他們還想進一步優(yōu)化催化性能，以便更接近將陽光轉(zhuǎn)化為化學(xué)能以供儲存。

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