Justerbara optomekaniska mikrokaviteter integrerade i ett nanofluidiskt system för fotokemi i nanoskopiska volymer

Forskningsprojekt, 2025 – 2030

Fotokemiska och fotokatalytiska reaktioner spelar en avgörande roll inom vetenskap och teknik, från molekylproduktion till miljörengöring och solbränsleproduktion. Dessa reaktioner påverkas starkt av rumslig inneslutning inom nanoskaliga håligheter och porer. Inom nanofotonik innesluter optiska resonatorer och mikrokaviteter ljus inom små volymer, vilket förstärker ljus-materia-interaktioner och möjliggör fenomen som stark ljus-materia-koppling och förändrade fotokemiska reaktionshastigheter.Vårt projekt syftar till att förena fotokemi, nanofluidik och kvantelektrodynamiska Casimir-krafter för att innesluta både ljus och materia i ett enda system. Genom att integrera dessa fenomen på liknande längdskalor (1-10 nm för materia och 50-150 nm för ljus) förväntar vi oss att revolutionera fotokemiska processer.En sådan integration möter dock utmaningar. Nuvarande optiska mikrokaviteter saknar dynamisk kontroll och är mekaniskt stela, vilket hindrar in situ-modifikationer. Det är svårt att få tillgång till interiören för kontinuerliga flödesreaktioner, och att kvantifiera produkter är utmanande.För att övervinna dessa hinder kommer vi att samla experter inom nanofotonik (Shegai), nanofluidik (Langhammer) och fotokemi (Grommet). Med vår nyligen förvärvade expertis inom självmonterande optiska mikrokaviteter, katalys i nanofluidiska kanaler och modifiering av fotokemiskt beteende i små volymer, siktar vi på att utveckla optomekaniskt justerbara mikrokaviteter med nanofluidisk åtkomst, vilket etablerar ett nytt paradigm inom fotokemi och fotokatalys.