Cílem výzkumu bylo prozkoumat především fotofyzikální a fotokatalytické vlastnosti uhlíkových teček. Jedná se o nanoskopické částice na bázi uhlíku, které jsou netoxické, mají široké využití a lze je snadno připravit. „Přítomnost magnetických polaronů odhalily experimenty provedené pomocí elektronové paramagnetické rezonance. Následně jsme díky pokročilým kvantově chemickým výpočtům vysvětlili, jak mohou polarony ve strukturách uhlíkových teček vznikat,“ objasnil jeden z autorů článku Michal Otyepka.

Právě magnetické polarony, speciálně vázané stavy elektronu, se ukázaly jako klíčové při fotoprodukci peroxidu vodíku, což je všestranná sloučenina s širokým spektrem aplikací ve zdravotnictví, při sanaci životního prostředí a v energetice. Podle autorů studie může schopnost uhlíkových teček přeměňovat světlo na katalyticky aktivní magnetické polarony přinést zásadní pokrok ve využití těchto ekologicky šetrných nanomateriálů zejména v oblasti fotokatalýzy a technologiích přeměny sluneční energie v chemickou. Studie tak představuje významný krok vpřed v porozumění CDs a jejich potenciálu při fotoindukovaných chemických reakcích.

Výsledky výzkumu byly publikovány v článku nazvaném Magnetic Polaron States in Photoluminescent Carbon Dots Enable Hydrogen Peroxide Photoproduction.

Text: Martina Šaradínová, PR specialista pro VaV
Foto: Martin Pykal, CATRIN UP