巴塞尔大学（University of basel）的化学家们已成功地用一种金属取代了稀有元素锇和钌，而且该金属成本更低。就其特性而言，这种新材料与过去使用的材料非常相似。昂贵的贵金属通常在光屏或太阳能转化为燃料方面发挥着重要作用。
众所周知，铬（gè）材料在日常生活中应用广泛，如厨房中的铬钢或镀铬摩托车。然而，这种元素可能很快应用于在无处不在的手机屏幕上，或者将太阳能转化为燃料。
巴塞尔大学化学系教授奥利弗•温格（Oliver Wenger）领导的研究团队已经研发出铬化合物，可以在发光材料和催化剂应用方面取代贵金属锇和钌--这两种元素几乎与金或铂一样稀有。
该研究团队在发布于《自然•化学》杂志的报告中提到，新型铬材料的发光特性几乎与迄今为止使用的一些锇化合物一样有效。不过，与锇相比，铬在地壳中的含量要高出约2万倍，而且价格也更加便宜。
最先进的铬化合物
可用作发光材料和催化剂
新材料还是光化学反应的高效催化剂，包括光照引发的化学过程，如光合作用。植物通过这一过程，利用阳光将二氧化碳转化为富含能量的葡萄糖和其他物质，作为生物过程的燃料。
如果用红灯照射新型铬化合物，光能就可以储存在分子中，然后成为动力源。温格解释到：“如此一来，这样的新材料还可能用于人工光合作用，从而生产太阳能燃料。”
为铬量身定制的包装
可喜的是，铬可以替代两种稀有元素，而且成本更低。锇和钌在每种产品中的用量并不大，但单位数量却以百万计。因此，减少这些元素的用量并将其用到更特殊的应用领域可能更加有利。
我们希望催化剂行业能对这项技术进行研究，并在扩大规模、使用寿命和其他确保客户满意度所需的属性方面进行测试和试验，最终取得更大成果。
为了让铬原子发光并转换能量，研究人员将其植入由碳、氮和氢组成的有机分子框架中。研究小组将这种有机框架设计得极其坚硬，以便更好地将铬原子包裹起来。这种量身定制的环境有助于最大限度地减少因分子振动而造成的能量损失，并优化其发光和催化的特性。
然而，这一新材料的缺点在于，铬需要比贵金属更复杂的有机框架，因此未来还需要进一步研究。
事实证明，铬被包裹在坚硬的有机框架中，在光照下比贵金属更具活性。这为原本难以实现的光化学反应奠定了基础。
与其他贵金属的竞争
长期以来，人们一直在寻找不含贵金属的材料，而且还要求能够实现可持续应用以及有成本效益，主要集中在铁和铜方面。其他研究小组已经利用这两种元素取得了可喜的成果，过去也曾在发光材料中加入铬。
然而，在许多情况下，这些材料的发光和催化性能远远落后于含有稀有金属材料和贵金属材料，因此无法成为真正的替代品。而由铬制成的新材料则与众不同，它们含有一种与贵金属特别相似的铬，从而实现了与贵金属材料非常接近的发光和催化效率。
温格表示：“目前尚不清楚，在发光材料和人工光合作用的未来应用方面，哪种金属会最终胜出。”然而，可以肯定的是，博士后纳拉扬?辛哈博士（Dr.Narayan Sinha）和克里斯蒂娜?韦格伯格博士（Dr.Christina Wegeberg）已经共同取得了重要进展。
接下来，温格和他的研究团队将致力于更大规模地研发他们的材料，以便对其潜在应用进行更广泛的测试。通过进一步的改进，他们希望实现从蓝色、绿色到红色等不同光谱颜色的光发射。他们还希望进一步优化催化特性，这样使我们在将太阳光转化为化学能储存方面又迈进了一大步——就像光合作用一样。
