Свет в конце нанотуннеля поможет создавать катализаторы

Ученые из Чалмерского технологического университета создали новый тип нанореактора, позволивший проследить каталитические реакции на отдельных металлических наночастицах.

Проект поможет улучшить химические процессы, приведет к более качественным, экологически дружественным каталитическим технологиям, сообщает eurekalert.org. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.

Ученые сравнили оценку работы реактивных частиц с наблюдением за толпой болельщиков, часть которых зажигает факелы. Дым быстро распространяется по трибунам, делая невозможным отследить источник и его мощность. Катализ задействует миллионы частиц. Сложно определить роль и эффективность каждой.

Новый нанореактор решает эту проблему. Он состоит примерно из 50 стеклянных параллельных нанотуннелей, заполненных жидкостью. В каждый исследователи поместили по одной золотой наночастице. При одинаковом размере, они имели разные каталитические свойства.

«Мы отправили в нанотунели 2 типа молекул, реагирующих друг с другом. Одна излучает свет. Он появляется только при столкновении со второй молекулой на поверхности наночастицы, позволяющей начаться реакции. Наблюдение за затуханием «света в конце нанотуннеля» позволило отследить и измерить эффективность каждого объекта», — сказал Суни Левин, ведущий автор.

Он провел эксперименты под руководством профессоров Фредрика Вестерлунда и Кристофа Лэнгхаммера. Нанореактор был разработан при участии сотрудников разных кафедр Чалмерского технологического университета.

«Эффективный катализ необходим для синтеза и расщепления химикатов. Процесс используется в производстве пластика, лекарств, топлива, разложении токсинов», — сказал Вестерлунд.

Улучшенные активные наночастицы принесут экономическую и экологическую пользу.

«Повышение эффективности катализа на несколько процентов значительно увеличит прибыль химической промышленности, снижая вред для окружающей среды», — сказал Лэнгхаммер.