Abstract Water into oxygen : A good catalyst for converting water into oxygen is seen as an essential part of any sustainable solar‐energy conversion scheme. Some success has been achieved using molecular complexes as catalysts and the key factors influencing their performance are discussed. The necessity of generating a solid‐state catalytic system is presented and the first attempts to generate supported molecular water‐oxidation catalysts are analyzed. magnified image During the past four years we have witnessed a revolution in the field of water‐oxidation catalysis, in which well‐defined molecules are opening up entirely new possibilities for the design of more rugged and efficient catalysts. This revolution has been stimulated by two factors: the urgent need for clean and renewable fuel and the intrinsic human desire to mimic nature's reactions, in this case the oxygen‐evolving complex (OEC) of the photosystem II (PSII). Herein we give a short general overview of the established basis for the oxidation of water to dioxygen as well as presenting the new developments in the field. Furthermore, we describe the new avenues these developments are opening up with regard to catalyst design and performance, together with the new questions they pose, especially from a mechanistic perspective. Finally the challenges the field is facing are also discussed.

We have prepared three new dinuclear ruthenium complexes having the formulas [Ru2II(bpp)(trpy)2(μ-L)]2+ (L = Cl, 1; L = AcO, 2) and [Ru2II(bpp)(trpy)2(H2O)2]3+ (3). The three complexes have been characterized through the usual spectroscopic and electrochemical techniques and, in the cases of 1 and 2, the X-ray crystal structures have been solved. In aqueous acidic solution, the acetato bridge of 2 is replaced by aqua ligands, generating the bis(aqua) complex 3 which, upon oxidation to its RuIVRuIV state, has been shown to catalytically oxidize water to molecular oxygen. The measured pseudo-first-order rate constant for the O2-evolving process is 1.4 × 10-2 s-1, more than 3 times larger than the higher one previously reported for Ru−O−Ru type catalysts. This new water-splitting catalyst also has improved stability with regard to any previously described, achieving a total of 18.6 metal cycles.

Methylene blue (MB) is a well-established and extensively studied photosensitizer for photodynamic therapy (PDT), since it can generate singlet oxygen with a high quantum yield upon irradiation within the phototherapeutic (600–950 nm) window. However, its activity can decrease due to the formation of dimers or higher aggregates, which can take place in an aqueous solution at relatively high concentrations. The incorporation of this molecule into a matrix can avoid this aggregation and increase its activity relative to PDT. Silica porous nanoparticles are chosen here as a matrix to host MB. The size and pore geometry are tuned in order to decrease MB leaching while maintaining good singlet oxygen generation and colloidal stability for further applications in nanomedicine. In addition, phenyl functions are grafted on the pores of the silica matrix in order to avoid MB aggregation, thereby increasing the activity of the photosensitizer in the singlet oxygen generation. DFT calculations give insight in the structure of the aggregation of the MB units, and the roles of water and organic environments are investigated through time-dependent calculations on UV-vis spectra.

The aim is to determine the effect of polymer density, correlated to the comonomer content, and nanosilica addition on the mechanical and Environmental Stress Cracking Resistance (ESCR) characteristics of high-density polyethylene (HDPE). In this regard, five HDPE samples with similar Melt Flow Index (MFI) and molar mass but various densities were acquired from a petrochemical plant. Two polymerization reactors work in series and differ only in the amount of 1-buene comonomer fed to the second reactor. To ascertain the microstructure of the studied samples, GPC and SSA (successive self-nucleation and annealing) analyses were accomplished. All samples resulted having similar characteristics but slightly various SCB/1000C=7.26-9.74 (SCB=Short Chain Branching). Consequently, meanwhile studied HDPEs reveal similar notched impact and stress at yield values, the tensile modulus, stress-at-break, and elongation-at-break tend to demonstrate different results with the SCB content. More significantly, ESCR characteristic varied considerably with SCB/1000C extent, so that higher amount of SCB acknowledged advanced ESCR. Notably, blending HDPE sample containing higher amount of SCB/1000C, with 3 wt.% of chemically modified nanosilica enhanced ESCR characteristic by 40%. DFT (Density Functional Theory) calculations unveiled the role of the comonomer, quantitatively by binding energies and qualitatively by Non Covalent Interaction (NCI) plots.