• Ученые МФТИ и их коллеги из России и ОАЭ разработали высокоэффективные катализаторы для очистки воды от органических загрязнителей.
• Фотокатализ - перспективная технология для очистки воды и воздуха с использованием энергии солнечного света.
• Современные фотокатализаторы работают только с ультрафиолетом, что составляет около 5% от солнечного спектра.
• Ученые МФТИ использовали фемтосекундную лазерную абляцию для синтеза катализаторов, которые работают с видимым светом.
• В результате нанокатализатор на основе ниобата лития ускорил фотокаталитическую деградацию красителя в 2,3 раза и очистил раствор на 90% за 150 минут.
• Работа дает фундаментальное понимание того, как свойства аблируемых материалов предопределяют их трансформацию.
• Ученые планируют оптимизировать процессы, опробовать метод на новых материалах и масштабировать технологию для практического применения.

«Самым выигрышным оказался второй путь — сохранить кристаллический каркас и внедрить в него точечные контролируемые дефекты. Аморфизация создает в материале широкий набор размытых электронных состояний. Они работают как ловушки, где заряды, рождённые светом, мгновенно гасят друг друга. Но дискретные дефекты в кристаллической решетке позволяют материалу поглощать видимый свет и эффективно разделяют заряды, продлевая их жизнь. Это дает время носителям заряда, чтобы добраться до поверхности наночастицы и преобразовать окружающие кислород и воду в активные формы кислорода: гидроксильные радикалы и супероксид-анионы. Именно они разрушают загрязнители и эффективно очищают воду», — рассказал Илья Завидовский, старший научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ.