据麦姆斯咨询报道，康奈尔大学（Cornell University）的研究人员开创出一项突破性成像技术，通过这项技术能够获取关于催化剂颗粒的重要信息，有望用于净化水环境。此前，没有其他方法可以获得这些关于催化剂颗粒的信息。

Xianwen Mao（左）与彼得J.W.德拜化学系教授Peng Chen摄于奥林研究实验室的显微镜室

化学系教授Peng Chen开创了这项技术，可以对纳米级颗粒的非荧光催化反应进行成像，这类反应并不会发光。在此之前，其他方法都只能对荧光反应进行成像，其适用范围相当有限，因此该新技术对于材料工程、纳米技术以及能源科学的各个领域都具有重要的潜在意义。

研究人员通过观察光电催化反应（这类化学反应涉及与光的相互作用）演示了这项技术，这类反应是环境修复中的一个关键过程。

“这个方法的原理实际上非常简单，操作起来也十分容易，”Chen说道，他是“Super-Resolution Imaging of Nonfluorescent Reactions via Competition”论文的高级作者，该论文已于7月8日发表在《自然·化学》杂志上。他补充道：“它真正地将反应成像应用扩展到了几乎所有反应。”

催化剂（例如固体颗粒）能够加速分子变化，促进催化反应。利用这项新技术，科学家可以在纳米尺度上对这些反应进行成像，从而帮助研究人员优化催化剂的尺寸和形状，获得最有效的催化剂颗粒。

研究人员在论文中还提到，他们还将这项新技术应用到了对苯二酚（一种在水中发现的微污染物）在钒酸铋催化剂颗粒上的氧化成像，同时还发现了过去未知的催化反应，有助于去除对苯二酚的毒性。

“多数催化反应都能对环境产生重要影响，”Chen说，“所以通过对它们进行研究，有助于了解如何净化水环境中的污染物。”

此前，Chen的研究小组开创了单分子荧光成像应用技术，这是一种非侵入式、相对便宜且易于实施的方法，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研究可以更广泛使用的成像技术。

他们开创的这项技术依赖于荧光和非荧光反应之间的竞争。竞争抑制荧光反应，允许其进行测量和绘图，从而获取关于非荧光反应的信息。

研究人员将他们的方法命名为“COMPEITS”（竞争），同时也是COMPetition Enabled Imaging Technique with Super-Resolution（具有超分辨率的竞争成像技术）的缩写。

“这种高度通用的技术可广泛应用于各类非荧光系统的成像，如无标记蛋白质、神经递质和化学战剂，”Chen说道，“因此，我们希望COMPEITS能成为一项突破性技术，对能源科学、细胞生物学、神经科学和纳米技术等诸多领域产生深远影响。”

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