10:17 2024-02-06 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Un strat protector aplicat nanoparticulelor de aur îi poate spori rezistența

_ Un strat protector aplicat pe aur nanoparticulele îi pot crește rezistența

Pentru prima dată, cercetătorii, inclusiv cei de la Universitatea din Tokyo, au descoperit o modalitate de a îmbunătăți durabilitatea catalizatorilor de aur prin crearea unui strat protector de clustere de oxizi metalici. Catalizatorii de aur îmbunătățiți pot rezista la o gamă mai mare de medii fizice decât pot face materiale echivalente neprotejate.

Acest progres ar putea crește gama de aplicații posibile a catalizatorilor, precum și reduce consumul de energie și costurile în unele situații. Acești catalizatori sunt utilizați pe scară largă în mediile industriale, inclusiv sinteza chimică și producția de medicamente, aceste industrii ar putea beneficia de catalizatori de aur îmbunătățiți.

Cercetarea apare în Nature Communications.

Toată lumea iubește aurul. : sportivi, pirați, bancheri — toată lumea. Din punct de vedere istoric, a fost un metal atractiv din care să creați lucruri precum medalii, bijuterii, monede și așa mai departe. Motivul pentru care aurul pare atât de strălucitor și atrăgător pentru noi este că este rezistent din punct de vedere chimic la condițiile fizice care altfel ar putea păta alte materiale: de exemplu, căldură, presiune, oxidare și alte daune.

Paradoxal, totuși, la nanoscopie solzile, particulele minuscule de aur inversează această tendință și devin foarte reactive, atât de mult încât de multă vreme sunt esențiale pentru realizarea diferitelor tipuri de catalizatori, substanțe intermediare care accelerează sau permit într-un fel să aibă loc o reacție chimică. Cu alte cuvinte, sunt utile sau necesare pentru a transforma o substanță în alta, de unde și utilizarea lor pe scară largă în sinteza și fabricarea.

„Aurul este un metal minunat și este pe bună dreptate lăudat în societate și în special în știință. ”, a spus profesorul asociat Kosuke Suzuki de la Departamentul de Chimie Aplicată de la Universitatea din Tokyo. „Este grozav pentru catalizatori și ne poate ajuta să sintetizăm o serie de lucruri, inclusiv medicamente.

„Motivele pentru aceasta sunt că aurul are o afinitate scăzută pentru absorbția moleculelor și este, de asemenea, foarte selectiv în ceea ce privește ceea ce se leagă. , astfel încât permite un control foarte precis al proceselor de sinteză chimică. Catalizatorii de aur funcționează adesea la temperaturi și presiuni mai scăzute în comparație cu catalizatorii tradiționali, necesitând mai puțină energie și reducând impactul asupra mediului.”

Oricât de bun este aurul, are unele dezavantaje. Devine mai reactiv cu cât este mai mic. particulele sunt făcute din el și există un moment în care un catalizator făcut cu aur poate începe să sufere negativ din cauza căldurii, presiunii, coroziunii, oxidarii și a altor condiții.Suzuki și echipa sa au crezut că ar putea îmbunătăți această situație și au conceput un roman agent de protecție care ar putea permite unui catalizator de aur să-și mențină funcțiile utile, dar într-o gamă mai mare de condiții fizice care de obicei împiedică sau distrug un catalizator tipic de aur.

„Nanoparticulele de aur actuale utilizate în catalizatori au un anumit nivel de protecție, datorită agenților precum dodecanetiolii și polimerii organici. Dar noul nostru se bazează pe un grup de oxizi metalici numiți polioxometalați și oferă rezultate mult superioare, în special în ceea ce privește stresul oxidativ”, a spus Suzuki.

„În prezent investigăm structurile și aplicațiile noi ale polioxometalati. De data aceasta am aplicat polioxometalații la nanoparticulele de aur și am constatat că polioxometalații îmbunătățesc durabilitatea nanoparticulelor. Adevărata provocare a fost aplicarea unei game largi de tehnici analitice pentru a testa și verifica toate acestea.”

Echipa a folosit o varietate de tehnici cunoscute colectiv sub numele de spectroscopie. A folosit nu mai puțin de șase metode spectroscopice care variau în ceea ce privește tipurile de informații pe care le dezvăluie despre un material și comportamentul acestuia. Dar, în general, ei funcționează prin aruncarea unui fel de lumină pe o substanță și măsurarea cu senzori specializați cum se schimbă acea lumină într-un fel. Suzuki și echipa sa au petrecut luni de zile executând diverse teste și diferite configurații ale materialului lor experimental până când au găsit ceea ce căutau.

„Nu suntem motivați doar de a încerca să îmbunătățim unele metode de sinteză chimică. Există multe aplicații ale nanoparticulelor noastre de aur îmbunătățite care ar putea fi folosite în beneficiul societății”, a spus Suzuki. „Catalizatori pentru a distruge poluarea (multe mașini pe benzină au deja un convertor catalitic familiar), pesticide mai puțin impactante, chimie verde pentru energie regenerabilă, intervenții medicale, senzori pentru agenți patogeni de origine alimentară, lista poate continua.

„Dar. vrem și noi să mergem mai departe. Următorii noștri pași vor fi să îmbunătățim gama de condiții fizice la care putem face nanoparticulele de aur mai rezistente și, de asemenea, să vedem cum putem adăuga o anumită durabilitate altor metale catalitice utile, cum ar fi ruteniul, rodiul, renul și, desigur, ceva ce oamenii apreciază chiar și mai mult decât aurul: platină.”

(Fluierul)

Inapoi