ПОЛЯРИТОННЫЙ ФОТОКАТАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ ПУТЯМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ РЕЛАКСАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ПОЛЯРИТОНОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО МИКРОРЕЗОНАТОРА

Повышение эффективности фотокатализа является исключительно важной фундаментальной задачей, имеющей свои применения в химии, биологии, фармакологии и медицине. Одним из способов повышения эффективности фотокатализа может стать использование эффекта сильной связи во взаимодействии свет−вещество – специфического физического явления, ставшего в последние годы передним фронтом исследований в областях фундаментальных и прикладных аспектов физики и химии. Среди наиболее интригующих свойств эффекта сильной связи является возможность контролировать селективность и выход химических реакций и многократно увеличивать эффективность катализа, что достигается путем появления, при расщеплении оригинального электронного уровня катализатора и/или субстрата, более высокоэнергетического электронного уровня – верхнего поляритона. В настоящей работе разработана конструкция проточного микрофлюдного фотокаталитического реактора, содержащего микрорезонатор, обеспечивающий сильную связь свет-вещество и оперирующий в микрофлюидном режиме c производительностью в диапазоне 0.01–0.1 моль/час. В основе конструкции лежит интегрирование фотокатализатора (функционализированной пористой матрицы из нитрида бора) в полость между зеркалами оптического микрорезонатора, находящегося в микрофлюидной ячейке. Предполагается, что разработанная технология позволит значительно увеличить скорости фотокаталитических реакций, при облучении рабочего объема реактора светом видимого диапазона.

1. Dovzhenko D.S. et al. // Nanoscale. 2018. V. 10 (8). P. 3589–3605.

2. Vergauwe R.M.A. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2019. V. 58 (43). P. 15324–15328.

3. Lather J. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2019. V. 58 (31). P. 10635–10638.

4. Seidel M. et al. // ACS Photon. 2019. V. 6 (7). P. 1823–1825. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.7b00677

5. Hagenmüller D. et al. // ACS Photon. 2019. V. 6 (4). P. 1073–1081.

6. Thomas A. et al. // Science. 2019. V. 363 (6427). P. 615–619.

7. Hutchison J.A. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2012. V. 124 (7). P. 1624–1628.

8. Mochalov K.E. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2018.V. 89 (5). P. 053105. https://doi.org/10.1063/1.5021055

9. Dovzhenko D. et al. // Chem. Sci. 2021. V. 12. P. 12794–12805.

10. Dovzhenko D. et al. // Appl. Phys. Lett. 2021. V. 119 (1). P. 011102.

11. Dovzhenko D. et al. // Opt. Lett. 2020. V. 45 (19). P. 5364–5367.

12. Dovzhenko D. et al. // Opt. Express. 2020. V. 28 (15). P. 22705–22717.