В химии и биологии движение электронов и протонов часто тесно связано. Самый известный пример — протон‑сопряженный перенос электрона (PCET), ключевой процесс в дыхании клеток, фотосинтезе и фиксации азота, а также в материалах для аккумуляторов и солнечных элементов.
Несколько лет назад ученые описали родственный PCET механизм — протон‑сопряженный перенос синглетного возбуждения (PCEnT). Теперь команда специалистов Даляньского института химической физики Китайской академии наук под руководством профессора Кайфэна Ву обнаружила еще один, до сих пор неизвестный механизм переноса триплетной энергии с помощью протонного челнока — PS-TET.
Триплетный перенос энергии — важный путь перемещения энергии как в природных, так и в синтетических системах, но он работает иначе, чем синглетный. Понимание того, как движение протонов влияет на этот процесс, может открыть новые способы управления потоками энергии в передовых материалах. В своем новом исследовании китайские ученые описали механизм, который наблюдался при переходе энергии от коллоидных квантовых точек на основе селенида цинка к акцепторам фенол-пиридина, прикрепленным к их поверхности.
Когда квантовые точки ZnSe поглощают свет, они переходят в возбужденное состояние. Дырка (положительный заряд) перемещается от ZnSe к фенолу, одновременно протон смещается от фенола к пиридину. Затем электрон переходит от ZnSe к феноксильному радикалу, а протон возвращается от пиридиния на исходную позицию. Эти связанные шаги приводят к общему переносу спин-триплетной энергии от квантовых точек к молекулам фенол-пиридина. Протон в итоге оказывается на прежнем месте, но его временное перемещение оказывает огромное влияние — челнок значительно увеличивает скорость и эффективность переноса триплетной энергии по сравнению с аналогом без протонного челнока.
Источник: hi-tech.mail.ru