导读 光催化剂是有用的材料，具有无数的环境和能源应用，包括空气净化，水处理，自清洁表面，抗污染的油漆和涂料，制氢和将CO 2转化为可持续燃

光催化剂是有用的材料，具有无数的环境和能源应用，包括空气净化，水处理，自清洁表面，抗污染的油漆和涂料，制氢和将CO 2转化为可持续燃料。高效的光催化剂将光能转换为化学能，并将该能提供给反应物质，以帮助发生化学反应。

最有用的这类材料之一是二氧化钛或二氧化钛，因其稳定性，作为光催化剂的有效性以及对人类和其他生物体的无毒性而备受追捧。

在《物理化学快报》上发表的新研究中，斯科特·赛尔斯(Scott Sayres)和他的研究小组描述了他们对二氧化钛簇分子动力学的研究。

此类研究是开发更高效的光催化剂的基本步骤。

这种进展的关键是能够延长材料中电子在激发态下持续时间的能力，因为这种短暂的持续时间就是二氧化钛可以用作有效的光催化剂的时间。

然而，详细研究光催化剂的行为是一项棘手的工作。这些簇的大小为纳米或更小(或者是人类头发宽度的1/10万)，并且正在研究的分子内的电子运动以惊人的短暂时间尺度发生，以飞秒为单位(即十亿分之一的百万分之一)一秒钟)。

这项新研究首次探索了二氧化钛的中性(不带电)簇，使用飞秒激光和一种称为泵浦探针光谱学的技术来跟踪能量的细微运动。“我们将激光像照相机一样对待，” Sayres说。“我们为能量随时间流向何处拍照。”

Sayres是应用结构发现生物设计中心的研究人员，他描述了当前研究的意义：

“我们已经研究了可能的最小二氧化钛结构单元，以了解材料原子结构的微小变化如何影响激发态寿命和能量流之间的关系。了解这种情况的发生将有助于将来重新设计更好的光催化剂。”