شرکت وناتور با همکاری موسسه ماکس پلانک در حال طراحی ساختار هسته‌ای پوسته‌ای در مقیاس نانومتری است که هم به‌عنوان رنگدانه قابل استفاده است و هم می‌تواند عملکرد فتوکاتالیستی داشته باشد. چنین ساختاری می‌تواند مواد آلاینده را از پساب‌ها حذف کند یا در تبدیل آب به اکسیژن و هیدروژن به‌کار رود.
نانورنگدانه‌ای که خواص فتوکاتالیستی دارد!
در حالت ایده‌آل، یک رنگدانه باید در برابر خوردگی تحت تابش نور، به ویژه در برابر اشعه ماورا بنفش، مقاوم باشد. همچنین رنگدانه باید در طولانی مدت رنگ سفید خود را حفظ کند. امروزه صنعت تولید رنگدانه با سولفید روی به همه این موارد رسیده است، اما ماده حاصل برای استفاده در واکنش فوتوکاتالیستی مناسب نیست زیرا هیچ حامل بار در سطح ذرات باقی نمی‌ماند.
با همکاری بخش تبدیل انرژی شیمیایی در موسسه ماکس پلانک و شرکت وناتور (Venator)، اکنون گزینه دیگری روی میز است. سون رایشنبرگر از محققان این پروژه می‌گوید: «ما ذرات سولفید روی را در یک پوسته محافظ آلومینا محصور کردیم که فقط سه نانومتر ضخامت دارد. این ساختار آلومینا به‌صورت لایه به لایه بوده و با در بر گرفتن هسته سولفید روی، این ساختار به‌صورت هسته‌ای پوسته‌ای در می‌آید. در آزمایش‌های اولیه انجام شده در برابر تابش اشعه ماورا بنفش با انرژی بالا و محیط خورنده این ساختار پایدار بود.»
استفاده احتمالی در تأمین انرژی پایدار
مزیت دیگر این ساختار آن است که ذرات موجود در این فرم به‌عنوان فوتوکاتالیست نیز قابل استفاده است، یعنی برای القای واکنش‌های شیمیایی ناشی از نور، مانند تخریب ترکیبات شیمیایی سمی در پساب یا تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن می‌توان از این ساختار استفاده کرد.
رایشنبرگر خاطرنشان می‌کند: «برای این کار، الکترون‌ها باید بتوانند به پوسته آلومینا نفوذ کنند. این موضوع هنوز قابل انجام نیست، اما ما در حال آزمایش هستیم که آیا می‌توان با یک لایه نازک‌تر به این نتیجه رسید.»
اگر این موفقیت حاصل شود، ساختارهای هسته‌ای پوسته‌ای برای تصفیه فوتوکاتالیستی فاضلاب، یا برای تبدیل انرژی خورشیدی به حامل‌های ذخیره‌سازی انرژی قابل استفاده خواهد بود.
