康奈尔大学的研究人员开发了一项突破性的成像技术，该技术可以提供关于催化剂颗粒的重要信息，而这些信息是其他任何方法都无法获得的。
彼得·j·w·德拜(Peter J.W. Debye)化学教授陈鹏开发了一种方法，可以对纳米级颗粒上的非荧光催化反应(不发光的反应)进行成像。现有的方法可以成像产生光的反应，但只适用于一小部分反应，这使得这项新技术在材料工程、纳米技术和能源科学等领域具有潜在的重大意义。
研究人员随后演示了这种技术在观察光电催化(涉及与光相互作用的化学反应)方面的应用，这是环境修复中的一个关键过程。
7月8日，陈在《自然化学》杂志上发表了一篇题为《竞争下非荧光反应的超分辨率成像》的文章。“它真的把反应成像扩展到了几乎无限的反应。”
本文的第一作者是毛宪文，陈实验室的博士后研究员。
催化反应发生在催化剂(如固体颗粒)加速分子变化时。这项新技术允许科学家在纳米尺度上对这些反应进行成像，可以帮助研究人员了解最有效催化剂颗粒的最佳大小和形状。
在这篇论文中，研究人员将这项新技术应用于水中发现的一种微量污染物对苯二酚在钒酸铋催化剂颗粒上的氧化成像，并发现了之前未知的有助于使对苯二酚无毒的催化剂行为。
“许多催化反应对环境都很重要，”陈说。“所以你可以研究它们，了解如何从水环境中去除污染物。”
此前，陈的研究小组率先应用了单分子荧光成像技术，这是一种非侵入性、相对廉价且易于实现的方法，可以让研究人员实时观察化学反应。然而，由于该方法仅限于荧光反应，他的团队多年来一直致力于一种更广泛应用的方法。
他们发现的技术依赖于荧光反应和非荧光反应之间的竞争。竞争抑制荧光反应，允许它被测量和绘制，这反过来提供了关于非荧光反应的信息。
研究人员将他们的方法命名为“竞争”，即超分辨率成像技术。
彭说:“这种高度可推广的技术可以广泛应用于各种非荧光系统的成像，如未标记的蛋白质、神经递质和化学战剂。”“因此，我们希望COMPEITS能够成为一项突破性的技术，对包括能源科学、细胞生物学、神经科学和纳米技术在内的许多领域产生深远的影响。”
联合作者包括研究员李春明，前博士后研究员马迪·赫萨里和邹宁木博士。这项研究得到了美国陆军研究办公室和美国能源部的部分支持，并利用了国家科学基金会支持的康奈尔材料研究中心。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：http://news.cornell.edu/stories/2019/07/new-imaging-method-aids-water-decontamination