研究人员取得了一项突破性发现,证明通过红外辐射进行的热传递对化学反应的影响可能超过传统方法,如对流和导热。
在一项结合实验和理论方法的合作研究中,一组研究人员,包括来自加州大学圣地亚哥分校的理论学家,首次揭示了通过红外辐射进行的热传递对化学反应的影响可能比传统技术(如对流和导热)更显著。
通过使用光学腔体限制红外光波,研究人员调查了硫酸铜五水合物(无机晶体)的热脱水过程。他们发现光与物质之间的相互作用(导致极化子形成)使所需的脱水温度降低了多达14摄氏度。这一降温是由于辐射能量传输,热能以光子的形式从较热区域辐射至较冷区域(晶体),这是一个先前被忽视的热传导机制。
这项研究揭示了一种通过使用光学腔体改变热化学过程的新方法。它为开发能够利用这些相互作用以精确控制特定化学反应和光电过程的催化系统提供了潜力。
研究结果于2025年1月16日发表在《自然化学》上。研究团队由加州大学圣地亚哥分校的Sindhana Pannir-Sivajothi、Yong Rui Poh和Joel Yuen-Zhou,德克萨斯A&M大学的Zachary Brawley,以及加州大学尔湾分校的Matthew Sheldon和Ju Eun Yim组成。
研究经费由国家科学基金会(CHE-2108288)、Welch基金会(A-1886)、W.M. Keck基金会和美国化学学会石油研究基金(ACS PRF 60968-ND6)提供。